Alcohol deshidrogenasa

Grupo de enzimas deshidrogenasas

Alcohol deshidrogenasa
Estructura cristalográfica del homodímero de ADH5
humano . [1]
Identificadores
N.º CE1.1.1.1
N.º CAS9031-72-5
Bases de datos
IntEnzVista de IntEnz
BRENDAEntrada de BRENDA
ExpasíVista de NiceZyme
BARRILEntrada de KEGG
MetaCiclovía metabólica
PRIAMOperfil
Estructuras del PDBRCSB AP APBE APSUMA
Ontología genéticaAmiGO / QuickGO
Buscar
Compañía Médica Protegidaartículos
PubMedartículos
Instituto Nacional de BiologíaProteínas

Las alcohol deshidrogenasas ( ADH ) ( EC 1.1.1.1) son un grupo de enzimas deshidrogenasas que se encuentran en muchos organismos y facilitan la interconversión entre alcoholes y aldehídos o cetonas con la reducción del dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD + ) a NADH. En los seres humanos y muchos otros animales , sirven para descomponer alcoholes que de otro modo serían tóxicos, y también participan en la generación de grupos aldehído, cetona o alcohol útiles durante la biosíntesis de varios metabolitos . En levaduras , plantas y muchas bacterias , algunas alcohol deshidrogenasas catalizan la reacción opuesta como parte de la fermentación para asegurar un suministro constante de NAD + .

Evolución

La evidencia genética de las comparaciones de múltiples organismos mostró que una formaldehído deshidrogenasa dependiente de glutatión , idéntica a una alcohol deshidrogenasa de clase III (ADH-3/ADH5), se presume que es la enzima ancestral de toda la familia ADH. [2] [3] [4] Al principio de la evolución, era importante contar con un método eficaz para eliminar tanto el formaldehído endógeno como el exógeno y esta capacidad ha conservado la ADH-3 ancestral a través del tiempo. La duplicación genética de la ADH-3, seguida de una serie de mutaciones, condujo a la evolución de otras ADH. [3] [4]

Se cree que la capacidad de producir etanol a partir de azúcar (que es la base de cómo se elaboran las bebidas alcohólicas) evolucionó inicialmente en la levadura . Aunque esta característica no es adaptativa desde un punto de vista energético, al producir alcohol en concentraciones tan altas que serían tóxicas para otros organismos, las células de levadura podrían eliminar eficazmente a su competencia. Dado que la fruta podrida puede contener más del 4% de etanol, los animales que comen la fruta necesitan un sistema para metabolizar el etanol exógeno. Se pensó que esto explicaba la conservación de la ADH activa del etanol en especies distintas de la levadura, aunque ahora se sabe que la ADH-3 también tiene un papel importante en la señalización del óxido nítrico . [5] [6]

En los seres humanos, la secuenciación del gen ADH1B (responsable de la producción de un polipéptido de alcohol deshidrogenasa ) muestra varias variantes funcionales. En una, hay un SNP (polimorfismo de un solo nucleótido) que conduce a un residuo de histidina o arginina en la posición 47 en el polipéptido maduro. En la variante de histidina, la enzima es mucho más eficaz en la conversión antes mencionada. [7] Sin embargo, la enzima responsable de la conversión de acetaldehído en acetato permanece inalterada, lo que conduce a tasas diferenciales de catálisis del sustrato y causa una acumulación de acetaldehído tóxico, causando daño celular. [7] Esto proporciona cierta protección contra el consumo excesivo de alcohol y la dependencia del alcohol (alcoholismo). [8] [9] [10] [11] Varios haplotipos que surgen de esta mutación están más concentrados en regiones cercanas al este de China, una región también conocida por su baja tolerancia y dependencia del alcohol.

Se realizó un estudio para encontrar una correlación entre la distribución alélica y el alcoholismo, y los resultados sugieren que la distribución alélica surgió junto con el cultivo de arroz en la región hace entre 12.000 y 6.000 años. [12] En las regiones donde se cultivaba arroz, el arroz también se fermentaba para producir etanol. [12] Esto llevó a especular que la mayor disponibilidad de alcohol condujo al alcoholismo y al abuso, lo que resultó en una menor aptitud reproductiva. [12] Aquellos con el alelo variante tienen poca tolerancia al alcohol, lo que reduce la posibilidad de dependencia y abuso. [7] [12] La hipótesis postula que aquellos individuos con la enzima variante Histidina eran lo suficientemente sensibles a los efectos del alcohol como para que surgiera un éxito reproductivo diferencial y los alelos correspondientes se transmitieran de generación en generación. La evolución darwiniana clásica actuaría para seleccionar contra la forma perjudicial de la enzima (variante Arg) debido al menor éxito reproductivo de los individuos portadores del alelo. El resultado sería una mayor frecuencia del alelo responsable de la enzima variante His en las regiones que habían estado bajo presión selectiva durante más tiempo. La distribución y frecuencia de la variante His sigue la expansión del cultivo de arroz a las regiones del interior de Asia, con frecuencias más altas de la variante His en las regiones que han cultivado arroz durante más tiempo. [7] La ​​distribución geográfica de los alelos parece ser, por lo tanto, el resultado de la selección natural contra los individuos con menor éxito reproductivo, es decir, aquellos que portaban el alelo de la variante Arg y eran más susceptibles al alcoholismo. [13] Sin embargo, la persistencia de la variante Arg en otras poblaciones sugiere que el efecto podría no ser fuerte. [ cita requerida ]

Descubrimiento

LADH (alcohol deshidrogenasa hepática) del caballo

La primera alcohol deshidrogenasa (ADH) aislada se purificó en 1937 a partir de Saccharomyces cerevisiae (levadura de cerveza). [14] Hugo Theorell y sus colaboradores investigaron muchos aspectos del mecanismo catalítico de la enzima ADH del hígado de caballo . [15] La ADH también fue una de las primeras enzimas oligoméricas cuya secuencia de aminoácidos y estructura tridimensional se determinaron. [16] [17] [18]

A principios de 1960, se descubrió el gen de la alcohol deshidrogenasa ( ADH ) en moscas de la fruta del género Drosophila melanogaster . [19] Las moscas que son mutantes para ADH no pueden descomponer los alcoholes en aldehídos y cetonas. [20] Si bien el etanol producido por la fruta en descomposición es una fuente de alimento natural y un lugar para la oviposición de Drosophila en concentraciones bajas (<4%), las concentraciones altas de etanol pueden inducir estrés oxidativo e intoxicación por alcohol . [21] La aptitud de Drosophila aumenta al consumir la baja concentración de etanol. La exposición inicial al etanol causa hiperactividad, seguida de incoordinación y sedación. [22] Investigaciones posteriores han demostrado que el antioxidante alfa-cetoglutarato puede ser beneficioso para reducir el estrés oxidativo producido por el consumo de alcohol. Un estudio de 2016 concluyó que la suplementación alimentaria con 10 mM de alfa-cetoglutarato disminuyó la sensibilidad al alcohol de Drosophila con el tiempo. [23] Para el gen que codifica para ADH, hay 194 alelos clásicos y de inserción conocidos. [24] Dos alelos que se utilizan comúnmente para la experimentación que involucra toxicidad y respuesta al etanol son ADH s (lento) y ADH F (rápido). Numerosos experimentos han concluido que los dos alelos explican las diferencias en la actividad enzimática para cada uno. Al comparar homocigotos Adh-F (tipo salvaje) y Adh- nulls (homocigotos null), la investigación ha demostrado que Adh- nulls tienen un nivel menor de tolerancia al etanol, iniciando el proceso de intoxicación antes que su contraparte. [22] Otros experimentos también han concluido que el alelo Adh es haplosuficiente. La haplosuficiencia significa que tener un alelo funcional será adecuado para producir los fenotipos necesarios para la supervivencia. Esto significa que las moscas que eran heterocigotas para el alelo Adh (una copia del alelo nulo Adh y una copia del alelo de tipo salvaje Adh) dieron una tolerancia al alcohol fenotípica muy similar a la de las moscas homocigotas dominantes (dos copias del alelo de tipo salvaje Adh). [21] Independientemente del genotipo, Drosophila muestra una respuesta negativa a la exposición a muestras con un contenido de etanol superior al 5%, lo que hace que cualquier tolerancia sea inadecuada, lo que resulta en una dosis letal y una tasa de mortalidad de alrededor del 70%. [25] Drosophila muestra muchas de las mismas respuestas al etanol que los humanos. Dosis bajas de etanol producen hiperactividad, dosis moderadas descoordinación y dosis altas sedación . [26]

Propiedades

Las alcohol deshidrogenasas comprenden un grupo de varias isoenzimas que catalizan la oxidación de alcoholes primarios y secundarios a aldehídos y cetonas, respectivamente, y también pueden catalizar la reacción inversa. [19] En los mamíferos, esta es una reacción redox (reducción/oxidación) que involucra la coenzima nicotinamida adenina dinucleótido (NAD + ). [ cita requerida ]

Mecanismo de acción en humanos

Pasos

  1. Unión de la coenzima NAD +
  2. Unión del sustrato alcohólico por coordinación con el ion zinc(II)
  3. Desprotonación de His-51
  4. Desprotonación de la nicotinamida ribosa
  5. Desprotonación de Thr-48
  6. Desprotonación del alcohol
  7. Transferencia de hidruro del ion alcóxido a NAD + , lo que conduce a NADH y a un aldehído o cetona unido al zinc.
  8. Liberación de aldehído.

El mecanismo en levaduras y bacterias es el inverso de esta reacción. Estos pasos están respaldados por estudios cinéticos. [27]

Subunidades involucradas

El sustrato está coordinado con el zinc y esta enzima tiene dos átomos de zinc por subunidad. Uno es el sitio activo, que está involucrado en la catálisis. En el sitio activo, los ligandos son Cys-46, Cys-174, His-67 y una molécula de agua. La otra subunidad está involucrada en la estructura. En este mecanismo, el hidruro del alcohol pasa a NAD + . Las estructuras cristalinas indican que la His-51 desprotona la nicotinamida ribosa, que desprotona Ser-48. Finalmente, Ser-48 desprotona el alcohol, convirtiéndolo en un aldehído. [27] Desde una perspectiva mecanicista, si la enzima agrega hidruro a la cara re de NAD + , el hidrógeno resultante se incorpora a la posición pro-R. Las enzimas que agregan hidruro a la cara re se consideran deshidrogenasas de clase A. [ cita requerida ]

Sitio activo

El sitio activo de la alcohol deshidrogenasa

El sitio activo de la ADH1 humana (PDB:1HSO) consiste en un átomo de zinc, His-67, Cys-174, Cys-46, Thr-48, His-51, Ile-269, Val-292, Ala-317 y Phe-319. En la isoforma de hígado de caballo estudiada comúnmente, Thr-48 es una Ser y Leu-319 es una Phe. El zinc coordina el sustrato (alcohol). El zinc está coordinado por Cys-46, Cys-174 e His-67. Leu-319, Ala-317, His-51, Ile-269 y Val-292 estabilizan NAD + formando enlaces de hidrógeno . His-51 e Ile-269 forman enlaces de hidrógeno con los alcoholes en la nicotinamida ribosa. Phe-319, Ala-317 y Val-292 forman enlaces de hidrógeno con la amida en NAD + . [27]

Sitio de zinc estructural

El motivo estructural de unión del zinc en la alcohol deshidrogenasa a partir de una simulación MD

Las alcohol deshidrogenasas de mamíferos también tienen un sitio estructural de zinc. Este ion Zn desempeña un papel estructural y es crucial para la estabilidad de la proteína. Las estructuras de los sitios catalíticos y estructurales de zinc en la alcohol deshidrogenasa de hígado de caballo (HLADH) se revelan en estructuras cristalográficas, que se han estudiado computacionalmente con química cuántica, así como con métodos de dinámica molecular clásica. El sitio estructural de zinc está compuesto por cuatro ligandos de cisteína estrechamente espaciados (Cys97, Cys100, Cys103 y Cys111 en la secuencia de aminoácidos) ubicados en un tetraedro casi simétrico alrededor del ion Zn. Un estudio reciente mostró que la interacción entre el zinc y la cisteína está gobernada principalmente por una contribución electrostática con una contribución covalente adicional a la unión. [28]

Tipos

Humano

En los seres humanos, la ADH existe en múltiples formas como dímero y está codificada por al menos siete genes. Entre las cinco clases (IV) de alcohol deshidrogenasa, las formas hepáticas que se utilizan principalmente en los seres humanos son la clase 1. La clase 1 consta de subunidades α, β y γ que están codificadas por los genes ADH1A , ADH1B y ADH1C . [29] [30] La enzima está presente en altos niveles en el hígado y el revestimiento del estómago . [31] Cataliza la oxidación del etanol a acetaldehído (etanal):

CH 3 CH 2 OH + NAD + → CH 3 CHO + NADH + H +

Esto permite el consumo de bebidas alcohólicas , pero su propósito evolutivo es probablemente la descomposición de alcoholes contenidos naturalmente en los alimentos o producidos por bacterias en el tracto digestivo . [32]

Otro propósito evolutivo es el metabolismo reversible del retinol ( vitamina A ), un alcohol, a retinaldehído , también conocido como retinal, que luego se convierte irreversiblemente en ácido retinoico , que regula la expresión de cientos de genes. [33] [34] [35]

alcohol deshidrogenasa 1A,
polipéptido α
Identificadores
SímboloADH1A
Símbolos alternativosADH1
Gen NCBI124
HGNC249
OMI103700
Secuencia de referenciaNúmero de modelo_000667
Protección unificadaP07327
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q23
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
alcohol deshidrogenasa 1B,
polipéptido β
Identificadores
SímboloADH1B
Símbolos alternativosADH2
Gen NCBI125
HGNC250
OMI103720
Secuencia de referenciaNúmero de modelo_000668
Protección unificadaP00325
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q23
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
alcohol deshidrogenasa 1C,
polipéptido γ
Identificadores
SímboloADH1C
Símbolos alternativosADH3
Gen NCBI126
HGNC251
OMI103730
Secuencia de referenciaNM_000669
Protección unificadaP00326
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q23
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional

La alcohol deshidrogenasa también está involucrada en la toxicidad de otros tipos de alcohol: por ejemplo, oxida el metanol para producir formaldehído y, en última instancia, ácido fórmico . [36] Los humanos tienen al menos seis alcohol deshidrogenasas ligeramente diferentes. Cada una es un dímero (es decir, consta de dos polipéptidos ), y cada dímero contiene dos iones de zinc Zn 2+ . Uno de esos iones es crucial para el funcionamiento de la enzima: está ubicado en el sitio catalítico y mantiene el grupo hidroxilo del alcohol en su lugar. [ cita requerida ]

La actividad de la alcohol deshidrogenasa varía entre hombres y mujeres, entre jóvenes y mayores, y entre poblaciones de diferentes áreas del mundo. Por ejemplo, las mujeres jóvenes no pueden procesar el alcohol al mismo ritmo que los hombres jóvenes porque no expresan la alcohol deshidrogenasa en un nivel tan elevado, aunque lo inverso es cierto entre las personas de mediana edad. [37] El nivel de actividad puede no depender solo del nivel de expresión, sino también de la diversidad alélica entre la población.

Los genes humanos que codifican las alcohol deshidrogenasas de clase II, III, IV y V son ADH4 , ADH5 , ADH7 y ADH6 , respectivamente.

alcohol deshidrogenasa 4
(clase II), polipéptido π
Identificadores
SímboloADH4
Gen NCBI127
HGNC252
OMI103740
Secuencia de referenciaNúmero de modelo_000670
Protección unificadaP08319
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q22
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
alcohol deshidrogenasa 5
(clase III), polipéptido χ
Identificadores
SímboloADH5
Gen NCBI128
HGNC253
OMI103710
Secuencia de referenciaNM_000671
Protección unificadaP11766
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q23
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
alcohol deshidrogenasa 6
(clase V)
Identificadores
SímboloADH6
Gen NCBI130
HGNC255
OMI103735
Secuencia de referenciaNúmero de modelo_000672
Protección unificadaP28332
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q23
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
alcohol deshidrogenasa 7
(clase IV), polipéptido μ o σ
Identificadores
SímboloADH7
Gen NCBI131
HGNC256
OMI600086
Secuencia de referenciaNúmero de modelo_000673
Protección unificadaP40394
Otros datos
Número CE1.1.1.1
LugarCrónica 4 q23-q24
Buscar
EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional

Levaduras y bacterias

A diferencia de los humanos, las levaduras y las bacterias (excepto las bacterias del ácido láctico y E. coli en ciertas condiciones) no fermentan la glucosa para formar lactato, sino que la fermentan para formar etanol y CO2 . La reacción general se puede ver a continuación:

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi → 2 etanol + 2 CO 2 + 2 ATP + 2 H 2 O [38]
Alcohol deshidrogenasa

En la levadura [39] y en muchas bacterias , la alcohol deshidrogenasa desempeña un papel importante en la fermentación: el piruvato resultante de la glucólisis se convierte en acetaldehído y dióxido de carbono , y luego el acetaldehído se reduce a etanol por una alcohol deshidrogenasa llamada ADH1. El propósito de este último paso es la regeneración de NAD + , para que la glucólisis generadora de energía pueda continuar. Los humanos explotan este proceso para producir bebidas alcohólicas, dejando que la levadura fermente varias frutas o granos. La levadura puede producir y consumir su propio alcohol.

La principal alcohol deshidrogenasa de la levadura es más grande que la humana, y consta de cuatro subunidades en lugar de dos. También contiene zinc en su sitio catalítico. Junto con las alcohol deshidrogenasas que contienen zinc de los animales y los humanos, estas enzimas de las levaduras y de muchas bacterias forman la familia de las alcohol deshidrogenasas de "cadena larga". [ cita requerida ]

La levadura de cerveza también tiene otra alcohol deshidrogenasa, la ADH2 , que evolucionó a partir de una versión duplicada del cromosoma que contiene el gen ADH1. La levadura utiliza la ADH2 para convertir el etanol en acetaldehído y se expresa solo cuando la concentración de azúcar es baja. Tener estas dos enzimas permite a la levadura producir alcohol cuando el azúcar es abundante (y este alcohol luego mata a los microbios competidores) y luego continuar con la oxidación del alcohol una vez que el azúcar y la competencia han desaparecido. [40]

Plantas

En las plantas, la ADH cataliza la misma reacción que en la levadura y las bacterias para garantizar que haya un suministro constante de NAD + . El maíz tiene dos versiones de ADH: ADH1 y ADH2, Arabidopsis thaliana contiene solo un gen ADH. La estructura de la ADH de Arabidopsis está conservada en un 47%, en relación con la ADH del hígado de caballo. Sin embargo, los residuos estructural y funcionalmente importantes, como los siete residuos que proporcionan ligandos para los átomos de zinc catalíticos y no catalíticos, se conservan, lo que sugiere que las enzimas tienen una estructura similar. [41] La ADH se expresa constitutivamente en niveles bajos en las raíces de plantas jóvenes cultivadas en agar. Si las raíces carecen de oxígeno, la expresión de ADH aumenta significativamente. [42] Su expresión también aumenta en respuesta a la deshidratación, a las bajas temperaturas y al ácido abscísico , y juega un papel importante en la maduración de la fruta, el desarrollo de las plántulas y el desarrollo del polen. [43] Las diferencias en las secuencias de ADH en diferentes especies se han utilizado para crear filogenias que muestran cuán estrechamente relacionadas están las diferentes especies de plantas. [44] Es un gen ideal para usar debido a su tamaño conveniente (2-3 kb de longitud con una secuencia codificante de ≈1000 nucleótidos) y bajo número de copias. [43]

Que contiene hierro

Alcohol deshidrogenasa que contiene hierro
complejo de glicerol deshidrogenasa de bacillus stearothermophilus con glicerol
Identificadores
SímboloFe-ADH
PfamPF00465
Clan PfamCL0224
InterprofesionalIPR001670
PROSITIOPDOC00059
SCOP21jqa / ALCANCE / SUPFAM
Estructuras de proteínas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
APPDB RCSB; PDBj
PDBsumaResumen de la estructura

Una tercera familia de alcohol deshidrogenasas, no relacionada con las dos anteriores, son las que contienen hierro . Se encuentran en bacterias y hongos. En comparación con las enzimas de las familias anteriores, estas enzimas son sensibles al oxígeno. [ cita requerida ] Los miembros de la familia de alcohol deshidrogenasas que contienen hierro incluyen:

Otros tipos

Otra clase de alcohol deshidrogenasas pertenece a las quinoenzimas y requiere cofactores quinoides (por ejemplo, pirroloquinolina quinona, PQQ) como aceptores de electrones unidos a la enzima. Un ejemplo típico de este tipo de enzima es la metanol deshidrogenasa de las bacterias metilotróficas.

Aplicaciones

En la biotransformación, las alcohol deshidrogenasas se utilizan a menudo para la síntesis de estereoisómeros enantioméricamente puros de alcoholes quirales. A menudo, se puede lograr una alta quimio- y enantioselectividad. Un ejemplo es la alcohol deshidrogenasa de Lactobacillus brevis ( Lb ADH), que se describe como un biocatalizador versátil. [52] La alta quimioespecificidad se ha confirmado también en el caso de sustratos que presentan dos sitios redox potenciales. Por ejemplo , el cinamaldehído presenta tanto un doble enlace alifático como una función aldehído. A diferencia de los catalizadores convencionales, las alcohol deshidrogenasas pueden actuar selectivamente solo sobre este último, produciendo exclusivamente alcohol cinamílico . [53]

En las pilas de combustible, las alcohol deshidrogenasas se pueden utilizar para catalizar la descomposición del combustible para una pila de combustible de etanol . Los científicos de la Universidad de Saint Louis han utilizado alcohol deshidrogenasa soportado en carbono con poli( verde de metileno ) como ánodo, con una membrana de nafion , para lograr aproximadamente 50 μA / cm 2 . [54]

En 1949, E. Racker definió una unidad de actividad de alcohol deshidrogenasa como la cantidad que causa un cambio en la densidad óptica de 0,001 por minuto en las condiciones estándar de ensayo . [55] Recientemente, la definición internacional de unidad enzimática (UE) ha sido más común: una unidad de alcohol deshidrogenasa convertirá 1,0 μmol de etanol en acetaldehído por minuto a pH 8,8 a 25 °C. [56]

Importancia clínica

Alcoholismo

Se han realizado estudios que muestran que las variaciones en la ADH que influyen en el metabolismo del etanol tienen un impacto en el riesgo de dependencia del alcohol. [8] [9] [10] [11] [57] El efecto más fuerte se debe a las variaciones en la ADH1B que aumentan la velocidad a la que el alcohol se convierte en acetaldehído. Una de estas variantes es más común en individuos del este de Asia y Oriente Medio, otra es más común en individuos de África. [9] Ambas variantes reducen el riesgo de alcoholismo, pero los individuos pueden volverse alcohólicos a pesar de eso. Los investigadores han detectado tentativamente algunos otros genes asociados con el alcoholismo , y saben que debe haber muchos más por descubrir. [58] La investigación continúa para identificar los genes y su influencia en el alcoholismo. [ cita requerida ]

Dependencia de drogas

La dependencia de drogas es otro problema asociado con la ADH, que los investigadores creen que podría estar vinculado al alcoholismo. Un estudio en particular sugiere que la dependencia de drogas tiene siete genes de ADH asociados con ella, sin embargo, es necesario realizar más investigaciones. [59] La dependencia del alcohol y otras dependencias de drogas pueden compartir algunos factores de riesgo, pero debido a que la dependencia del alcohol a menudo es comórbida con otras dependencias de drogas, la asociación de la ADH con las otras dependencias de drogas puede no ser causal. [ cita requerida ]

Envenenamiento

El fomepizol , un fármaco que inhibe competitivamente la alcohol deshidrogenasa, se puede utilizar en el contexto de la toxicidad aguda por metanol [60] o etilenglicol [61] . Esto evita la conversión del metanol o etilenglicol en sus metabolitos tóxicos (como ácido fórmico , formaldehído o glicolato ). El mismo efecto también se logra a veces con etanol , nuevamente mediante la inhibición competitiva de la ADH. [ cita requerida ]

Metabolismo de fármacos

La hidroxizina se descompone en su metabolito activo cetirizina por acción de la alcohol deshidrogenasa. Otros fármacos con grupos alcohólicos pueden metabolizarse de forma similar, siempre que el impedimento estérico no impida que el alcohol alcance el sitio activo. [62]

Véase también

Referencias

Este artículo incorpora texto de dominio público de Pfam e InterPro : IPR001670
  1. ^ PDB : 1m6h ​; Sanghani PC, Robinson H, Bosron WF, Hurley TD (septiembre de 2002). "Formaldehído deshidrogenasa dependiente de glutatión humana. Estructuras de complejos apo, binarios y ternarios inhibidores". Bioquímica . 41 (35): 10778–86. doi :10.1021/bi0257639. PMID  12196016.
  2. ^ Gutheil WG, Holmquist B, Vallee BL (enero de 1992). "Purificación, caracterización y secuencia parcial de la formaldehído deshidrogenasa dependiente de glutatión de Escherichia coli: una alcohol deshidrogenasa de clase III". Bioquímica . 31 (2): 475–81. doi :10.1021/bi00117a025. PMID  1731906.
  3. ^ ab Danielsson O, Jörnvall H (octubre de 1992). ""Enzimogénesis": origen clásico de la alcohol deshidrogenasa hepática a partir de la línea de la formaldehído deshidrogenasa dependiente del glutatión". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 89 (19): 9247–51. Bibcode :1992PNAS...89.9247D. doi : 10.1073/pnas.89.19.9247 . PMC 50103 . PMID  1409630. 
  4. ^ ab Persson B, Hedlund J, Jörnvall H (diciembre de 2008). "Familias de genes y proteínas de la deshidrogenasa/reductasa de cadena media y corta: la superfamilia MDR". Ciencias de la vida celular y molecular . 65 (24): 3879–94. doi :10.1007/s00018-008-8587-z. PMC 2792335 . PMID  19011751. 
  5. ^ Staab CA, Hellgren M, Höög JO (diciembre de 2008). "Familias de genes y proteínas de la deshidrogenasa/reductasa de cadena media y corta: funciones duales de la alcohol deshidrogenasa 3: implicaciones con foco en las actividades de la formaldehído deshidrogenasa y la S-nitrosoglutatión reductasa". Ciencias de la vida celular y molecular . 65 (24): 3950–60. doi :10.1007/s00018-008-8592-2. PMC 11131861 . PMID  19011746. S2CID  8574022. 
  6. ^ Godoy L, González-Duarte R, Albalat R (2006). "Actividad S-nitrosoglutation reductasa del anfioxo ADH3: conocimientos sobre el metabolismo del óxido nítrico". Revista Internacional de Ciencias Biológicas . 2 (3): 117–24. doi :10.7150/ijbs.2.117. PMC 1458435 . PMID  16763671. 
  7. ^ abcd Whitfield, John B (1994). "Genotipos de ADH y ALDH en relación con la tasa metabólica y la sensibilidad al alcohol" (PDF) . Alcohol y alcoholismo . 2 : 59–65. PMID  8974317. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022.[ enlace muerto permanente ]
  8. ^ ab Thomasson HR, Edenberg HJ, Crabb DW, Mai XL, Jerome RE, Li TK, Wang SP, Lin YT, Lu RB, Yin SJ (abril de 1991). "Genotipos de alcohol y aldehído deshidrogenasa y alcoholismo en hombres chinos". American Journal of Human Genetics . 48 (4): 677–81. PMC 1682953 . PMID  2014795. 
  9. ^ abc Edenberg HJ, McClintick JN (octubre de 2018). «Alcohol deshidrogenasas, aldehído deshidrogenasas y trastornos por consumo de alcohol: una revisión crítica». Alcoholismo: investigación clínica y experimental . 42 (12): 2281–2297. doi :10.1111/acer.13904. PMC 6286250. PMID  30320893 . 
  10. ^ ab Hurley TD, Edenberg HJ (2012). "Genes que codifican enzimas implicadas en el metabolismo del etanol". Alcohol Research . 34 (3): 339–44. PMC 3756590 . PMID  23134050. 
  11. ^ ab Walters RK, Polimanti R, Johnson EC, McClintick JN, Adams MJ, Adkins AE, et al. (diciembre de 2018). "Los GWAS transancestrales de la dependencia del alcohol revelan bases genéticas comunes con los trastornos psiquiátricos". Nature Neuroscience . 21 (12): 1656–1669. doi :10.1038/s41593-018-0275-1. PMC 6430207 . PMID  30482948. 
  12. ^ abcd Peng Y, Shi H, Qi XB, Xiao CJ, Zhong H, Ma RL, Su B (enero de 2010). "El polimorfismo ADH1B Arg47His en poblaciones del este asiático y expansión de la domesticación del arroz en la historia". BMC Evolutionary Biology . 10 (1): 15. Bibcode :2010BMCEE..10...15P. doi : 10.1186/1471-2148-10-15 . PMC 2823730 . PMID  20089146. 
  13. ^ Eng MY (1 de enero de 2007). "Alcohol Research and Health". Alcohol Health & Research World . Oficina de Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos. ISSN  1535-7414.
  14. ^ Negelein E, Wulff HJ (1937). "Ackohol difosfopiridinproteido, acetaldehído". Bioquímica. Z.293 : 351.
  15. ^ Theorell H, McKEE JS (octubre de 1961). "Mecanismo de acción de la alcohol deshidrogenasa hepática". Nature . 192 (4797): 47–50. Bibcode :1961Natur.192...47T. doi :10.1038/192047a0. PMID  13920552. S2CID  19199733.
  16. ^ Jörnvall H, Harris JI (abril de 1970). "Alcohol deshidrogenasa de hígado de caballo. Sobre la estructura primaria de la isoenzima activa en etanol". Revista Europea de Bioquímica . 13 (3): 565–76. doi :10.1111/j.1432-1033.1970.tb00962.x. PMID  5462776.
  17. ^ Brändén CI, Eklund H, Nordström B, Boiwe T, Söderlund G, Zeppezauer E, Ohlsson I, Akeson A (agosto de 1973). "Estructura de la alcohol deshidrogenasa hepática con una resolución de 2,9 angstroms". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 70 (8): 2439–42. Bibcode :1973PNAS...70.2439B. doi : 10.1073/pnas.70.8.2439 . PMC 433752 . PMID  4365379. 
  18. ^ Hellgren M (2009). Estudios enzimáticos de la alcohol deshidrogenasa mediante una combinación de métodos in vitro e in silico, tesis doctoral (PDF) . Estocolmo, Suecia: Karolinska Institutet. p. 70. ISBN 978-91-7409-567-8.
  19. ^ ab Sofer W, Martin PF (1987). "Análisis de la expresión génica de la alcohol deshidrogenasa en Drosophila". Revisión anual de genética . 21 : 203–25. doi :10.1146/annurev.ge.21.120187.001223. PMID  3327463.
  20. ^ Winberg JO, McKinley-McKee JS (febrero de 1998). "Alcohol deshidrogenasa de Drosophila melanogaster: mecanismo de oxidación y dismutación de aldehídos". The Biochemical Journal . 329 (Pt 3): 561–70. doi :10.1042/bj3290561. PMC 1219077 . PMID  9445383. 
  21. ^ ab Ogueta M, Cibik O, Eltrop R, Schneider A, Scholz H (noviembre de 2010). "La influencia de la función Adh en la preferencia y tolerancia al etanol en adultos de Drosophila melanogaster". Chemical Senses . 35 (9): 813–22. doi : 10.1093/chemse/bjq084 . PMID  20739429.
  22. ^ ab Park A, Ghezzi A, Wijesekera TP, Atkinson NS (agosto de 2017). "Genética y genómica de las respuestas al alcohol en Drosophila". Neurofarmacología . 122 : 22–35. doi :10.1016/j.neuropharm.2017.01.032. PMC 5479727 . PMID  28161376. 
  23. ^ Bayliak MM, Shmihel HV, Lylyk MP, Storey KB, Lushchak VI (septiembre de 2016). "El alfa-cetoglutarato reduce la toxicidad del etanol en Drosophila melanogaster al mejorar la actividad de la alcohol deshidrogenasa y la capacidad antioxidante". Alcohol . 55 : 23–33. doi :10.1016/j.alcohol.2016.07.009. PMID  27788775.
  24. ^ "Informe genético FlyBase: Dmel \ Adh". flybase.org . Consultado el 26 de marzo de 2019 .
  25. ^ Gao HH, Zhai YF, Chen H, Wang YM, Liu Q, Hu QL, Ren FS, Yu Y (septiembre de 2018). "Diferencia de nicho ecológico asociada con tolerancia variada al etanol entre Drosophila suzukii y Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae)". Entomólogo de Florida . 101 (3): 498–504. doi : 10.1653/024.101.0308 . ISSN  0015-4040.
  26. ^ Parsch J, Russell JA, Beerman I, Hartl DL, Stephan W (septiembre de 2000). "La eliminación de un elemento regulador conservado en el gen Adh de Drosophila conduce a una mayor actividad de la alcohol deshidrogenasa pero también retrasa el desarrollo". Genética . 156 (1): 219–27. doi :10.1093/genetics/156.1.219. PMC 1461225 . PMID  10978287. 
  27. ^ abc Hammes-Schiffer S, Benkovic SJ (2006). "Relacionar el movimiento de las proteínas con la catálisis". Revisión anual de bioquímica . 75 : 519–41. doi :10.1146/annurev.biochem.75.103004.142800. PMID  16756501.
  28. ^ Brandt EG, Hellgren M, Brinck T, Bergman T, Edholm O (febrero de 2009). "Estudio de dinámica molecular de la unión del cinc a las cisteínas en un péptido imitador del sitio estructural del cinc de la alcohol deshidrogenasa". Química física Química Física . 11 (6): 975–83. Bibcode :2009PCCP...11..975B. doi :10.1039/b815482a. PMID  19177216.
  29. ^ Sultatos LG, Pastino GM, Rosenfeld CA, Flynn EJ (marzo de 2004). "Incorporación del control genético de la alcohol deshidrogenasa en un modelo farmacocinético basado en la fisiología para el etanol en humanos". Toxicological Sciences . 78 (1): 20–31. doi :10.1093/toxsci/kfh057. PMID  14718645.
  30. ^ Edenberg HJ, McClintick JN (diciembre de 2018). "Alcohol deshidrogenasas, aldehído deshidrogenasas y trastornos por consumo de alcohol: una revisión crítica". Alcoholismo: investigación clínica y experimental . 42 (12): 2281–2297. doi :10.1111/acer.13904. PMC 6286250. PMID  30320893 . 
  31. ^ Farrés J, Moreno A, Crosas B, Peralba JM, Allali-Hassani A, Hjelmqvist L, et al. (Septiembre de 1994). "Alcohol deshidrogenasa de clase IV (sigma sigma-ADH) del estómago humano. Secuencia de ADNc y relaciones estructura/función". Revista europea de bioquímica . 224 (2): 549–57. doi :10.1111/j.1432-1033.1994.00549.x. PMID  7925371.
  32. ^ Kovacs B, Stöppler MC. "Alcohol y nutrición". MedicineNet, Inc. Archivado desde el original el 23 de junio de 2011. Consultado el 7 de junio de 2011 .
  33. ^ Duester G (septiembre de 2008). "Síntesis y señalización del ácido retinoico durante la organogénesis temprana". Cell . 134 (6): 921–31. doi :10.1016/j.cell.2008.09.002. PMC 2632951 . PMID  18805086. 
  34. ^ Hellgren M, Strömberg P, Gallego O, Martras S, Farrés J, Persson B, Parés X, Höög JO (febrero de 2007). "La alcohol deshidrogenasa 2 es una enzima hepática importante para el metabolismo del retinol humano". Ciencias de la vida celulares y moleculares . 64 (4): 498–505. doi :10.1007/s00018-007-6449-8. PMC 11138474 . PMID  17279314. S2CID  21612648. 
  35. ^ Blaner WS (2020). "Vitamina A". En Marriott BP, Birt DF, Stallings VA, Yates AA (eds.). Present Knowledge in Nutrition, undécima edición . Londres, Reino Unido: Academic Press (Elsevier). págs. 73–92. ISBN 978-0-323-66162-1.
  36. ^ Ashurst JV, Nappe TM (2020). "Toxicidad del metanol". StatPearls . Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. PMID  29489213 . Consultado el 6 de noviembre de 2020 .
  37. ^ Parlesak A, Billinger MH, Bode C, Bode JC (2002). "Actividad de la alcohol deshidrogenasa gástrica en el hombre: influencia del género, la edad, el consumo de alcohol y el tabaquismo en una población caucásica". Alcohol y alcoholismo . 37 (4): 388–93. doi : 10.1093/alcalc/37.4.388 . PMID  12107043.
  38. ^ Cox M, Nelson DR, Lehninger AL (2005). Principios de bioquímica de Lehninger . San Francisco: WH Freeman. pág. 180. ISBN 978-0-7167-4339-2.
  39. ^ Leskovac V, Trivić S, Pericin D (diciembre de 2002). "Las tres alcohol deshidrogenasas que contienen zinc de la levadura de panadería, Saccharomyces cerevisiae". FEMS Yeast Research . 2 (4): 481–94. doi : 10.1111/j.1567-1364.2002.tb00116.x . PMID  12702265.
  40. ^ Coghlan A (23 de diciembre de 2006). «Especial festivo: La historia del cervecero: la vida». New Scientist . Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2008. Consultado el 27 de abril de 2009 .
  41. ^ Chang C, Meyerowitz EM (marzo de 1986). "Clonación molecular y secuencia de ADN del gen de la alcohol deshidrogenasa de Arabidopsis thaliana". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 83 (5): 1408–12. Bibcode :1986PNAS...83.1408C. doi : 10.1073/pnas.83.5.1408 . PMC 323085 . PMID  2937058. 
  42. ^ Chung HJ, Ferl RJ (octubre de 1999). "La expresión de la alcohol deshidrogenasa de Arabidopsis tanto en brotes como en raíces está condicionada por el entorno de crecimiento de las raíces". Fisiología vegetal . 121 (2): 429–36. doi :10.1104/pp.121.2.429. PMC 59405 . PMID  10517834. 
  43. ^ ab Thompson CE, Fernandes CL, de Souza ON, de Freitas LB, Salzano FM (mayo de 2010). "Evaluación del impacto de la diversificación funcional en las enzimas alcohol deshidrogenasas de Poaceae, Brassicaceae, Fabaceae y Pinaceae". Journal of Molecular Modeling . 16 (5): 919–28. doi :10.1007/s00894-009-0576-0. PMID  19834749. S2CID  24730389.
  44. ^ Järvinen P, Palmé A, Orlando Morales L, Lännenpää M, Keinänen M, Sopanen T, Lascoux M (noviembre de 2004). "Relaciones filogenéticas de especies de Betula (Betulaceae) basadas en secuencias de ADH nuclear y cloroplasto matK". Revista americana de botánica . 91 (11): 1834–45. doi :10.3732/ajb.91.11.1834. PMID  21652331.
  45. ^ Williamson VM, Paquin CE (septiembre de 1987). "Homología de la ADH4 de Saccharomyces cerevisiae con una alcohol deshidrogenasa activada por hierro de Zymomonas mobilis". Genética molecular y general . 209 (2): 374–81. doi :10.1007/bf00329668. PMID  2823079. S2CID  22397371.
  46. ^ Conway T, Sewell GW, Osman YA, Ingram LO (junio de 1987). "Clonación y secuenciación del gen de la alcohol deshidrogenasa II de Zymomonas mobilis". Journal of Bacteriology . 169 (6): 2591–7. doi :10.1128/jb.169.6.2591-2597.1987. PMC 212129 . PMID  3584063. 
  47. ^ Conway T, Ingram LO (julio de 1989). "Similitud de la oxidorreductasa de propanodiol de Escherichia coli (producto fucO) y una alcohol deshidrogenasa inusual de Zymomonas mobilis y Saccharomyces cerevisiae". Journal of Bacteriology . 171 (7): 3754–9. doi :10.1128/jb.171.7.3754-3759.1989. PMC 210121 . PMID  2661535. 
  48. ^ Walter KA, Bennett GN, Papoutsakis ET (noviembre de 1992). "Caracterización molecular de dos genes de isoenzima de butanol deshidrogenasa ATCC 824 de Clostridium acetobutylicum". Journal of Bacteriology . 174 (22): 7149–58. doi :10.1128/jb.174.22.7149-7158.1992. PMC 207405 . PMID  1385386. 
  49. ^ Kessler D, Leibrecht I, Knappe J (abril de 1991). "Las actividades de la piruvato-formato-liasa-desactivasa y la acetil-CoA reductasa de Escherichia coli residen en una partícula proteica polimérica codificada por adhE". FEBS Letters . 281 (1–2): 59–63. doi :10.1016/0014-5793(91)80358-A. PMID  2015910. S2CID  22541869.
  50. ^ Truniger V, Boos W (marzo de 1994). "Mapeo y clonación de gldA, el gen estructural de la glicerol deshidrogenasa de Escherichia coli". Journal of Bacteriology . 176 (6): 1796–800. doi :10.1128/jb.176.6.1796-1800.1994. PMC 205274 . PMID  8132480. 
  51. ^ de Vries GE, Arfman N, Terpstra P, Dijkhuizen L (agosto de 1992). "Clonación, expresión y análisis de secuencia del gen de la metanol deshidrogenasa C1 de Bacillus methanolicus". Journal of Bacteriology . 174 (16): 5346–53. doi :10.1128/jb.174.16.5346-5353.1992. PMC 206372 . PMID  1644761. 
  52. ^ Leuchs S, Greiner L (2011). "Alcohol deshidrogenasa de Lactobacillus brevis: un catalizador versátil para la reducción enenatioselectiva" (PDF) . CABEQ : 267–281. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022.[ enlace muerto permanente ]
  53. ^ Zucca P, Littarru M, Rescigno A, Sanjust E (mayo de 2009). "Reciclaje de cofactores para la biotransformación enzimática selectiva de cinamaldehído en alcohol cinamílico". Biociencia, biotecnología y bioquímica . 73 (5): 1224–6. doi : 10.1271/bbb.90025 . PMID  19420690. S2CID  28741979.
  54. ^ Moore CM, Minteer SD, Martin RS (febrero de 2005). "Célula de biocombustible de etanol/oxígeno basada en microchip". Lab on a Chip . 5 (2): 218–25. doi :10.1039/b412719f. PMID  15672138.
  55. ^ Racker E (mayo de 1950). "Alcohol deshidrogenasa cristalina de levadura de panadería". The Journal of Biological Chemistry . 184 (1): 313–9. doi : 10.1016/S0021-9258(19)51151-6 . PMID  15443900.
  56. ^ "Ensayo enzimático de la alcohol deshidrogenasa (EC 1.1.1.1)". Sigma Aldrich . Consultado el 13 de julio de 2015 .
  57. ^ Sanchez-Roige S, Palmer AA, Fontanillas P, Elson SL, Adams MJ, Howard DM, et al. (febrero de 2019). "Metaanálisis del estudio de asociación de todo el genoma de la prueba de identificación de trastornos por consumo de alcohol (AUDIT) en dos cohortes de base poblacional". The American Journal of Psychiatry . 176 (2): 107–118. doi :10.1176/appi.ajp.2018.18040369. PMC 6365681 . PMID  30336701. 
  58. ^ Kranzler HR, Zhou H, Kember RL, Vickers Smith R, Justice AC, Damrauer S, et al. (abril de 2019). "Estudio de asociación de todo el genoma del consumo de alcohol y el trastorno por consumo en 274.424 individuos de múltiples poblaciones". Nature Communications . 10 (1): 1499. Bibcode :2019NatCo..10.1499K. doi :10.1038/s41467-019-09480-8. PMC 6445072 . PMID  30940813. 
  59. ^ Luo X, Kranzler HR, Zuo L, Wang S, Schork NJ, Gelernter J (febrero de 2007). "Múltiples genes de ADH modulan el riesgo de dependencia de drogas en afroamericanos y euroamericanos". Human Molecular Genetics . 16 (4): 380–90. doi :10.1093/hmg/ddl460. PMC 1853246 . PMID  17185388. 
  60. ^ Programa Internacional de Seguridad Química (IPCS): Metanol (PIM 335), [1], recuperado el 1 de marzo de 2008
  61. ^ Velez LI, Shepherd G, Lee YC, Keyes DC (septiembre de 2007). "Ingestión de etilenglicol tratada únicamente con fomepizol". Revista de toxicología médica . 3 (3): 125–8. doi :10.1007/BF03160922. PMC 3550067 . PMID  18072148. 
  62. ^ Nelson W (2013). "Capítulo 36: Medicamentos antiinflamatorios no esteroideos". En Foye WO, Lemke TL, Williams DA (eds.). Principios de química medicinal de Foye (7.ª ed.). Filadelfia: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-1-60913-345-0.
  • PDBsum tiene enlaces a estructuras tridimensionales de varias alcohol deshidrogenasas contenidas en el Banco de Datos de Proteínas
  • ExPASy contiene enlaces a las secuencias de alcohol deshidrogenasa en Swiss-Prot , a una búsqueda bibliográfica en Medline sobre la enzima y a entradas en otras bases de datos.
  • PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información de estructura disponible en el PDB para la alcohol deshidrogenasa 1A.
  • PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información de estructura disponible en el PDB para la alcohol deshidrogenasa 1B.
  • PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información de estructura disponible en el PDB para la alcohol deshidrogenasa 1C.
  • PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información de estructura disponible en el PDB para la alcohol deshidrogenasa 4.
  • PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información de estructura disponible en el PDB para la alcohol deshidrogenasa clase 3.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcohol_dehydrogenase&oldid=1229235294"