Моноаминоксидаза - Monoamine oxidase

"МАО" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Мао (значения).
Моноаминоксидаза
Идентификаторы
Номер ЕС1.4.3.4
Количество CAS9001-66-5
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmiGO / QuickGO
Моноаминоксидаза
Идентификаторы
СимволМАО
PfamPF01593
ИнтерПроIPR001613
OPM суперсемейство119
Белок OPM2z5x
Мембранома418
моноаминоксидаза A
Моноаминоксидаза A 2BXS.png
Ленточная диаграмма мономер МАО-А человека, с FAD и клоргилин связаны, ориентированы, как будто прикреплены к внешняя мембрана из митохондрия. Из PDB: 2BXS​.
Идентификаторы
СимволMAOA
Ген NCBI4128
HGNC6833
OMIM309850
RefSeqNM_000240
UniProtP21397
Прочие данные
LocusChr. Икс п11.4-п11.3
моноаминоксидаза B
Моноаминоксидаза-1GOS.png
Ленточная диаграмма МАО-В человека. Из PDB: 1GOS​.
Идентификаторы
СимволMAOB
Ген NCBI4129
HGNC6834
OMIM309860
RefSeqNM_000898
UniProtP27338
Прочие данные
LocusChr. Икс п11.4-п11.3

Моноаминоксидазы (МАО) (EC 1.4.3.4 ) являются семьей ферменты который катализировать то окисление из моноамины, используя кислород для отсечения их аминогруппы.[1][2] Они обнаружены связанными с внешней мембраной митохондрии в большинстве типов клеток тела. Первый такой фермент был открыт в 1928 г. Мэри Бернхейм в печени и была названа тираминоксидазой.[3][4] MAO принадлежат к белковая семья из флавинсодержащие аминоксидоредуктазы.

МАО играют важную роль в расщеплении моноаминов, поступающих с пищей, а также служат для инактивации моноаминовые нейротрансмиттеры. Из-за последнего они вовлечены в ряд психических и неврологических заболеваний, некоторые из которых можно лечить с помощью ингибиторы моноаминоксидазы (MAOI), которые блокируют действие MAO.[5]

Подтипы и распределение тканей

У человека есть два типа МАО: МАО-А и МАО-Б.[6]

МАО-А появляется примерно на 80% взрослого уровня при рождении, очень незначительно повышаясь после первых 4 лет жизни, в то время как МАО-В практически не обнаруживается в мозге младенца. Региональное распределение моноаминоксидаз характеризуется чрезвычайно высокими уровнями обоих МАО в организме. гипоталамус и гиппокампальный ункус, а также большое количество МАО-В с очень небольшим количеством МАО-А в полосатое тело и бледный шар. В коре относительно высокий уровень только МАО-А, за исключением областей поясная извилина, который содержит баланс обоих. Вскрытие мозга продемонстрировало прогнозируемую повышенную концентрацию МАО-А в областях с высокой серотонинергической нейротрансмиссией, однако МАО-В коррелировал только с норэпинефрином.[7]

Функция

Распад норэпинефрина. Моноаминоксидаза показана слева в синем поле.[8]

Моноаминоксидазы катализируют окислительное дезаминирование моноаминов. Кислород используется для удаления амин группу (плюс соседний атом водорода) от молекулы, в результате чего кетон (или же альдегид ) и аммиак. Моноамин оксидазы содержат ковалентно связанные кофактор FAD и поэтому классифицируются как флавопротеины. Моноаминоксидазы A и B разделяют примерно 70% своей структуры, и обе имеют сайты связывания субстрата, которые преимущественно гидрофобный. Два тирозин Предполагается, что остатки (398, 435, 407 и 444) в связывающем кармане, которые обычно участвуют в активности ингибитора, имеют отношение к ориентирующим субстратам, а мутации этих остатков имеют отношение к психическому здоровью. Предложены четыре основные модели механизма перенос электронов (перенос одного электрона, перенос атома водорода, нуклеофильная модель и перенос гидрида[9]), хотя доказательств в поддержку любого из них недостаточно.[10]

Особенности подложки

Они хорошо известны ферменты в фармакология, поскольку они являются мишенью для действия ряда ингибитор моноаминоксидазы наркотики. МАО-А особенно важен в катаболизм моноаминов, попадающих в организм с пищей. Оба МАО также жизненно важны для инактивации моноаминовые нейротрансмиттеры, для которых отображаются разные особенности.

Конкретные реакции, катализируемые МАО, включают:

Клиническое значение

Из-за жизненно важной роли, которую МАО играют в инактивации нейротрансмиттеров, считается, что дисфункция МАО (слишком высокая или слишком низкая активность МАО) является причиной ряда психических и неврологических расстройств. Например, необычно высокий или низкий уровень МАО в организме был связан с шизофрения,[12][13] депрессия,[14] синдром дефицита внимания,[15] злоупотребление алкоголем или наркотиками,[16] мигрень,[17][18] и нерегулярное половое созревание.[нужна цитата ] Ингибиторы моноаминоксидазы являются одним из основных классов лекарств, назначаемых для лечения депрессии, хотя они часто являются последним лечением из-за риска взаимодействия лекарств с диетой или другими лекарствами. Чрезмерный уровень катехоламины (адреналин, норэпинефрин, и дофамин ) может привести к гипертонический криз, и чрезмерные уровни серотонин может привести к серотониновый синдром.

Фактически, ингибиторы MAO-A действуют как антидепрессанты и успокаивающие средства, тогда как ингибиторы MAO-B используются отдельно или в комбинации для лечения Болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.[19] Некоторые исследования предполагают наличие определенных фенотипов депрессии, например, с тревогой, и «атипичных» симптомов, включающих задержку психомоторного развития, увеличение веса и межличностную чувствительность. Однако выводы, относящиеся к этому, противоречивы.[нужна цитата ] ИМАО могут быть эффективны при лечении устойчивой депрессии, особенно тех, которые не реагируют на трициклические антидепрессанты.[20]

ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ исследования показывают, что использование табак сигареты сильно истощают MAO-B, имитируя действие ингибитора MAO-B. Курильщики, которые курят для эмоционального облегчения, могут непреднамеренно лечить депрессию и / или тревогу, с которыми лучше справиться ингибитором МАО-В.[21]

Модели животных

Существуют значительные различия в активности МАО у разных видов. Дофамин в первую очередь дезаминируется МАО-А у крыс, но МАО-Б в верветы обезьяны и люди.[22]

Мыши, неспособные производить отображение МАО-А или МАО-В аутичный черты.[23] Эти нокаутные мыши проявляют повышенную реакцию на стресс.[24]

Генетика

В гены кодирующие MAO-A и MAO-B расположены рядом на коротком плече Х хромосома и имеют примерно 70% сходства последовательностей. Редкие мутации в гене связаны с Синдром Бруннера.

Исследование, основанное на Когорта Данидина пришли к выводу, что подвергшиеся жестокому обращению дети с полиморфизмом низкой активности в промоутер области гена MAO-A с большей вероятностью разовьются антисоциальные расстройства поведения чем жестокое обращение с детьми с высокоактивным вариантом.[25] Из 442 мужчин в исследовании (подвергшихся жестокому обращению или нет) 37% имели вариант с низкой активностью. Из 13 подвергшихся жестокому обращению мужчин с низкой активностью МАО-А 11 были оценены как демонстрирующие подростковое расстройство поведения и 4 были осуждены за тяжкие преступления. Предполагаемый механизм этого эффекта заключается в снижении способности людей с низкой активностью МАО-А быстро расщеплять норэпинефрин, синаптический нейромедиатор, участвующий в сочувствующий возбуждение и ярость. Утверждается, что это обеспечивает прямую поддержку идеи о том, что генетическая предрасположенность к болезням не определяется при рождении, а зависит от воздействия окружающей среды. Однако у большинства людей с расстройством поведения или убеждениями не наблюдалось низкой активности МАО-А; Было обнаружено, что жестокое обращение вызывает более сильную предрасположенность к антиобщественному поведению, чем различия в активности МАО-А.

Утверждение о том, что взаимодействие между низкой активностью МАО-А и жестоким обращением вызовет антисоциальное поведение, подверглось критике, поскольку предрасположенность к антисоциальному поведению в равной степени могла быть вызвана: Другой гены, унаследованные от жестоких родителей.[26]

Возможная связь между предрасположенностью к поиск новинок и генотип гена МАО-А.[27]

Конкретный вариант (или генотип ), получивший название "ген воина "в популярной прессе был перепредставлен в Маори. Это подтвердило более ранние исследования, обнаружившие разные пропорции вариантов у разных этнических групп. Так обстоит дело со многими генетическими вариантами: 33% белых / неиспаноязычных, 61% жителей азиатских / тихоокеанских островов имеют низкоактивный МАО-А. промоутер вариант.[28]

Старение

В отличие от многих других ферментов, активность МАО-В увеличивается во время старения в мозге человека и других млекопитающих.[29] Повышенная активность МАО-В была также обнаружена в шишковидная железа стареющих крыс.[30] Это может способствовать снижению уровня моноаминов в пожилом мозге и шишковидной железе.[30]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Типтон К.Ф., Бойс С., О'Салливан Дж., Дэви Г.П., Хили Дж. (Август 2004 г.). «Моноаминоксидазы: достоверность и неопределенность». Современная лекарственная химия. 11 (15): 1965–82. Дои:10.2174/0929867043364810. PMID  15279561.
  2. ^ Эдмондсон Д.Е., Маттеви А., Бинда С., Ли М., Хубалек Ф. (август 2004 г.). «Строение и механизм моноаминоксидазы». Современная лекарственная химия. 11 (15): 1983–93. Дои:10.2174/0929867043364784. PMID  15279562.
  3. ^ Заяц М.Л. (1928). «Тираминоксидаза: новая ферментная система в печени». Биохимический журнал. 22 (4): 968–79. Дои:10.1042 / bj0220968. ЧВК  1252213. PMID  16744124.
  4. ^ Слоткин Т.А. (1999). «Мэри Бернхейм и открытие моноаминоксидазы». Бюллетень исследований мозга. 50 (5–6): 373. Дои:10.1016 / S0361-9230 (99) 00110-0. PMID  10643441.
  5. ^ Юнг А.В.К., Георгиева М.Г., Атанасов А.Г., Цветков Н.Т. Моноаминоксидазы (МАО) как привилегированные молекулярные мишени в неврологии: анализ исследовательской литературы. Front Mol Neurosci. 2019 29 мая; 12:14. DOI: 10.3389 / fnmol.2019.00143.
  6. ^ Shih JC, Чен К. (август 2004 г.). «Регулирование экспрессии генов MAO-A и MAO-B». Современная лекарственная химия. 11 (15): 1995–2005. Дои:10.2174/0929867043364757. PMID  15279563.
  7. ^ Тонг Дж., Мейер Дж. Х., Фурукава Ю., Буало И., Чанг Л. Дж., Уилсон А. А., Хоул С., Киш С. Дж. (Июнь 2013 г.). «Распределение белков моноаминоксидазы в мозге человека: значение для исследований изображений мозга». Журнал церебрального кровотока и метаболизма. 33 (6): 863–71. Дои:10.1038 / jcbfm.2013.19. ЧВК  3677103. PMID  23403377.
  8. ^ Рисунок 11-4 в: Флауэр Р., Ранг HP, Дейл М.М., Риттер Дж. М. (2007). Фармакология Рэнга и Дейла. Эдинбург: Черчилль Ливингстон. ISBN  978-0-443-06911-6.
  9. ^ Вианелло, Роберт; Репич, Матей; Маври, Янез (2012-10-25). «Как биогенные амины метаболизируются моноаминоксидазами?». Европейский журнал органической химии. 2012 (36): 7057–7065. Дои:10.1002 / ejoc.201201122.
  10. ^ Гавеска Х., Фицпатрик П.Ф. (октябрь 2011 г.). «Структуры и механизм семейства моноаминоксидазы». Биомолекулярные концепции. 2 (5): 365–377. Дои:10.1515 / BMC.2011.030. ЧВК  3197729. PMID  22022344.
  11. ^ Калгуткар А.С., Далви Д.К., Кастаньоли Н., Тейлор Т.Дж. (сентябрь 2001 г.). «Взаимодействие азотсодержащих ксенобиотиков с изоферментами моноаминоксидазы (МАО) A и B: исследования SAR на субстратах и ​​ингибиторах МАО». Химические исследования в токсикологии. 14 (9): 1139–62. Дои:10.1021 / tx010073b. PMID  11559028.
  12. ^ Домино EF, Ханна СС (март 1976 г.). «Снижение активности МАО тромбоцитов в крови у больных хронической шизофренией без лечения». Американский журнал психиатрии. 133 (3): 323–6. Дои:10.1176 / ajp.133.3.323. PMID  943955.
  13. ^ Шильдкраут Дж. Дж., Херцог Дж. М., Орсулак П. Дж., Эдельман С. Е., Шейн Х. М., Фрейзер Ш. (апрель 1976 г.). «Снижение активности моноаминоксидазы тромбоцитов в подгруппе больных шизофренией». Американский журнал психиатрии. 133 (4): 438–40. Дои:10.1176 / ajp.133.4.438. PMID  1267046.
  14. ^ Мейер Дж. Х., Джиноварт Н., Буваривала А., Саграти С., Хасси Д., Гарсия А., Янг Т., Прашак-Ридер Н., Уилсон А. А., Хоул С. (ноябрь 2006 г.). «Повышенный уровень моноаминоксидазы в мозге: объяснение дисбаланса моноаминов при большой депрессии». Архив общей психиатрии. 63 (11): 1209–16. Дои:10.1001 / archpsyc.63.11.1209. PMID  17088501.
  15. ^ Домшке К., Шихан К., Лоу Н., Кирли А., Маллинз С., О'Салливан Р., Фрейтаг С., Беккер Т., Конрой Дж., Фицджеральд М., Гилл М., Хави З. (апрель 2005 г.). «Анализ ассоциации генов моноаминоксидазы A и B с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) в ирландском образце: преимущественная передача аллеля MAO-A 941G пострадавшим детям». Американский журнал медицинской генетики. Часть B, Психоневрологическая генетика. 134B (1): 110–4. Дои:10.1002 / ajmg.b.30158. PMID  15717295.
  16. ^ Oreland L (январь 2004 г.). «Моноаминоксидаза тромбоцитов, личность и алкоголизм: взлет, падение и воскрешение». Нейротоксикология. 25 (1–2): 79–89. Дои:10.1016 / S0161-813X (03) 00115-3. PMID  14697883.
  17. ^ Bussone G, Boiardi A, Cerrati A, Girotti F, Merati B, Rivolta G (1 октября 2016 г.). «Активность моноаминоксидазы у пациентов с мигренью или кластерной головной болью во время острой фазы и после лечения L-5-гидрокситриптофаном». Rivista di Patologia Nervosa e Mentale. 100 (5): 269–74. PMID  318025.
  18. ^ Филич В., Владич А., Стефуль Дж., Чичин-Саин Л., Балиджа М., Суич З., Йерней Б. (февраль 2005 г.). «Полиморфизмы генов моноаминоксидазы A и B у пациентов с мигренью». Журнал неврологических наук. 228 (2): 149–53. Дои:10.1016 / j.jns.2004.11.045. PMID  15694196.
  19. ^ Ридерер П., Лахенмайер Л., Лаукс Г. (август 2004 г.). «Клиническое применение ингибиторов МАО». Современная лекарственная химия. 11 (15): 2033–43. Дои:10.2174/0929867043364775. PMID  15279566.
  20. ^ Fiedorowicz JG, Swartz KL (июль 2004 г.). «Роль ингибиторов моноаминоксидазы в современной психиатрической практике». Журнал психиатрической практики. 10 (4): 239–48. Дои:10.1097/00131746-200407000-00005. ЧВК  2075358. PMID  15552546.
  21. ^ Фаулер Дж. С., Волков Н. Д., Ван Г. Дж., Паппас Н., Логан Дж., МакГрегор Р., Алексофф Д., Вольф А. П., Уорнер Д., Чиленто Р., Зезулкова И. (1998). «Нейрофармакологические действия сигаретного дыма: ингибирование моноаминоксидазы В головного мозга (МАО В)». Журнал аддиктивных болезней. 17 (1): 23–34. Дои:10.1300 / J069v17n01_03. PMID  9549600.
  22. ^ Гаррик Н.А., Мерфи Д.Л. (1980). «Видовые различия в дезаминировании дофамина и других субстратов моноаминоксидазы в мозге». Психофармакология. 72 (1): 27–33. Дои:10.1007 / bf00433804. PMID  6781004.
  23. ^ Bortolato M, Godar SC, Alzghoul L, Zhang J, Darling RD, Simpson KL, Bini V, Chen K, Wellman CL, Lin RC, Shih JC (май 2013 г.). «Мыши с нокаутом моноаминоксидазы A и A / B демонстрируют черты аутизма». Международный журнал нейропсихофармакологии. 16 (4): 869–88. Дои:10.1017 / S1461145712000715. ЧВК  3517692. PMID  22850464.
  24. ^ Shih JC (январь 2004 г.). «Клонирование после клонирования, нокаут мышей и физиологические функции МАО А и В». Нейротоксикология. 25 (1–2): 21–30. Дои:10.1016 / s0161-813x (03) 00112-8. PMID  14697877.
  25. ^ Каспи А., Макклей Дж., Моффит Т.Э., Милл Дж., Мартин Дж., Крейг И.В., Тейлор А., Поултон Р. (август 2002 г.). «Роль генотипа в цикле насилия в отношении детей, подвергшихся жестокому обращению». Наука. 297 (5582): 851–4. Дои:10.1126 / science.1072290. PMID  12161658.
  26. ^ Sesardic N (2005). Осмысление наследственности. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-82818-5.
  27. ^ Сираиси Х., Судзуки А., Фукасава Т., Аошима Т., Уджие Й., Исии Г., Отани К. (апрель 2006 г.). «Полиморфизм промотора гена моноаминоксидазы А влияет на поиск новизны и зависимость от вознаграждения у здоровых участников исследования». Психиатрическая генетика. 16 (2): 55–8. Дои:10.1097 / 01.ypg.0000199447.62044.ef. PMID  16538181. Сложить резюме – medialifemagazine.com.
  28. ^ Сабол С.З., Ху С., Хамер Д. (сентябрь 1998 г.). «Функциональный полиморфизм в промоторе гена моноаминоксидазы А». Генетика человека. 103 (3): 273–9. Дои:10.1007 / s004390050816. PMID  9799080.
  29. ^ Никотра А., Пиеруччи Ф., Парвез Х., Сенатори О. (январь 2004 г.). «Экспрессия моноаминоксидазы в процессе развития и старения». Нейротоксикология. 25 (1–2): 155–65. Дои:10.1016 / S0161-813X (03) 00095-0. PMID  14697890.
  30. ^ а б Разыграев А.В., Таборская К.И., Воловик К.Ю., Бунина А.А., Петросян М.А. (2016-07-14). «Активность моноаминоксидазы в шишковидной железе крысы: сравнение с областями мозга и изменения во время старения». Достижения в геронтологии. 6 (2): 111–116. Дои:10.1134 / S2079057016020120. ISSN  2079-0570.