L-2Hydroxyisocaproic Acid Dehydrogenase (Crude Enzyme)

背景^[1]

L-2-羟基异己酸脱氢酶L-2Hydroxyisocaproic Acid  Dehydrogenase (Crude Enzyme)具有广泛的底物特异性，可广泛利用C4原子上支链的2-氧酸。对乳酸菌NAD(H)依赖性L-HicDH的序列进行了修饰，以确定和改变底物对各种2-羰基酸的特异性区域。所有变异都是基于该酶的三维结构模型，使用功能相关的l-乳酸脱氢酶(L-LDH)的x射线坐标作为模板。该蛋白对L-HicDH仅显示23%的序列同源性。

L-HicDH的活性位点是通过与L-LDH的同源性建立在催化必需残基守恒的基础上的。对活性位点残基Gly234、Gly235、Phe236、Leu239和Thr245进行了替换，以确定它们在底物识别和定位中的独特参与。L239A、L239M、L236V、T245A酶变异体的动力学特性证实了L-HicDH活性位点的结构模型。底物2-oxocaproate,2-oxoisocaproate，苯丙酮酸，苯乙醛酸，酮叔亮氨酸和丙酮酸被拟合到随后的细化模型的活性位点。

蛋白序列ARKIGIIGLG NVGAAVAHGL IAQGVADDYV FIDANEAKVK ADQIDFQDAM ANLEAHGNIV INDWAALADA DVVISTLGNI KLQQDNPTGD RFAELKFTSS MVQSVGTNLK ESGFHGVLVV ISNPVDVITA LFQHVTGFPA HKVIGTGTLL DTARMQRAVG EAFDLDPRSV SGYNLGEHGN SQFVAWSTVR VMGQPIVTLA DAGDIDLAAI EEEARKGGFT VLNGKGYTSY GVATSAIRIA KAVMADAHAE LVVSNRRDDM GMYLSYPAII GRDGVLAETT LDLTTDEQEK LLQSRDYIQQ RFDEIVDTL

L-2羟基异戊酸脱氢酶催化NADP依赖的2-酮基羧酸和L-2-羟基羧酸之间的可逆和立体特异性相互转化。中链长度（5-6个C原子）的2-酮酸是的底物。可以在工业过程中应用于生产L-氨基酸。酶促反应：a(2S)-2-hydroxycarboxylate+NAD+=a 2-oxocarboxylate+NADH+H+

临床应用^[2][3]

L-2-羟基异己酸脱氢酶（L-2Hydroxyisocaproic Acid  Dehydrogenase）可作为肺癌标志物L-HicDH、RACK1、PRDX2在肺癌组织中均过度表达,L-HicDH相对于癌旁组织表达量上调最多。20例正常人血浆中L-HicDH水平中位数为3.48 U/L,50例肺癌患者血浆中L-HicDH水平中位数为6.55 U/L,组间比较差异显著(P<0.01)。L-HicDHsiRNA组肺癌细胞A549细胞存活率与siRNA control组相比差异显著(P<0.05,P<0.01)。

siRNA control组细胞凋亡率为0.12±0.01,与L-HicDH siRNA组(0.41±0.02)比较差异显著(P<0.01)。结论L-HicDH在肺癌组织和血浆中高表达。抑制L-HicDH可以抑制肺癌细胞增殖,促进癌细胞凋亡。L-HicDH可以作为肺癌标志物用于诊断肺癌。

用于研究急性髓系白血病中L-HicDH表达水平检测192例急性髓系白血病(AML)患者L-HicDH基因突变并探讨其临床特征。提取AML患者初发时外周血或骨髓单个核细胞基因组DNA,通过PCR扩增产物直接测序法检测L-HicDH基因第4号外显子第140及第172氨基酸突变情况,同时也检测FLT3/ITD,NPM1,CEBPA,c-kit,L-HicDH,WT1及Dnmt3a突变。

结果显示,192例急性白血病患者中共发现L-HicDH基因突变14例,突变率7.29%,其中R140Q突变9例,R140W突变1例,R172K突变4例。14例L-HicDH突变患者9例为AML-M5型白血病,与其他类型白血病相比有统计学差(P<0.05)。L-HicDH突变组患者的年龄、性别、白细胞数、血小板数、血红蛋白水平、骨髓原始细胞数与L-HicDH野生型组相比均无统计学意义(P>0.05)。

参考文献

1.Strassman M,Ceci LN(1965)."Enzymatic formation of alpha-ketoadipic acid from homoisocitric acid".J.Biol.Chem.240(11):4357–61.PMID4284830.

2.Rowley B,Tucci AF(1970)."Homoisocitric dehydrogenase from yeast".Arch.Biochem.Biophys.141(2):499–510.doi:10.1016/0003-9861(70)90167-0.PMID4395693.

3.Zabriskie TM,Jackson MD(2000)."Lysine biosynthesis and metabolism in fungi".Nat.Prod.Rep.17(1):85–97.doi:10.1039/a801345d.PMID10714900.