아실-CoA 탈수소효소

3. 반응 기작

아실-CoA 탈수소효소의 반응은 E2 제거 반응 메커니즘을 통해 지방산의 β-산화를 촉매한다.^[1] 이 반응은 필수적이지만 보존되지 않는 글루탐산 잔기에 의해 시작된다.^[1]

4. 임상적 중요성

아실-CoA 탈수소효소 결핍은 지방산 산화 능력을 감소시켜 대사 기능 부전을 유발한다. 특히 중간 사슬 아실-CoA 탈수소효소 결핍증(MCADD)은 가장 흔한 지방산 산화 장애 중 하나로, 단식 불내성, 저혈당증, 영아 돌연사 증후군(SIDS) 등의 증상을 나타낸다.^[1] 이러한 증상들은 지방을 대사하지 못하는 것과 직접적인 관련이 있는데, 단식 불내성과 저혈당증은 지방 저장소로부터 에너지를 얻고 당을 만들 수 없기 때문에 발생한다. 또한 지방산이 혈액에 축적되어 산증을 유발할 수 있다.

MCADD 사례의 약 90%는 304번 위치의 라이신(Lys304)이 글루탐산 잔기로 대체되는 단일점 돌연변이로 인해 발생하며, 이는 효소의 기능 장애를 초래한다.^[1] 매년 2만 명의 영아 중 1명이 이 돌연변이를 가진다고 보고된다.^[12] 이 돌연변이는 열성 유전 질환이며, 결핍증을 가진 자녀의 부모는 보인자로 진단받을 수 있다.

인간 MCADD에서 가장 흔하게 발생하는 돌연변이는 아미노산 잔기 Lys-304에 위치한다.^[1] 이 돌연변이는 라이신 측쇄가 글루탐산으로 대체되는 단일점 돌연변이의 결과이다. Lys-304는 일반적으로 Gln-342, Asp-300, Asp-346과 수소 결합을 형성하여 주변 아미노산 잔기와 상호 작용하는데, 글루탐산으로 치환되면 추가적인 음전하가 도입되어 수소 결합이 파괴된다. 이는 효소의 접힘 패턴을 변경하여 안정성을 손상시키고 지방산 산화 기능을 저해한다.^[11] 변이된 단백질의 효율은 자연 단백질보다 약 10배 낮다.^[13]

4. 1. 한국의 MCADD 현황 및 관리

참조

_[1] 논문 Structure and Mechanism of Action of the Acyl-CoA Dehydrogenases http://www.fasebj.or[...] 1995-06
_[2] 논문 Identification, separation, and characterization of acyl-coenzyme A dehydrogenases involved in mitochondrial β-oxidation in higher plants 1999
_[3] 논문 Purification and characterization of the 2-methyl branched-chain Acyl-CoA dehydrogenase, an enzyme involved in NADH-dependent enoyl-CoA reduction in anaerobic mitochondria of the nematode, ''Ascaris suum'' 1985
_[4] 논문 Inducible β-oxidation pathway in ''Neurospora crassa'' 1985
_[5] 논문 The enigmatic ''Escherichia coli'' ''fadE'' gene is ''yafH'' 2002
_[6] 논문 ''Mycobacterium tuberculosis'' utilizes a unique heterotetrameric structure for dehydrogenation of the cholesterol side chain 2013
_[7] 논문 Shrinking the FadE Proteome of ''Mycobacterium tuberculosis'': Insights into Cholesterol Metabolism through Identification of an α₂β₂ Heterotetrameric Acyl Coenzyme A Dehydrogenase Family 2013
_[8] 논문 ''Mycobacterium tuberculosis'' Cholesterol Catabolism Requires a New Class of Acyl Coenzyme A Dehydrogenase 2013
_[9] 논문 Pathogen roid rage: Cholesterol utilization by ''Mycobacterium tuberculosis'' 2014
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_[11] 논문 Biochemical characterization of purified, human recombinant Lys304→Glu medium-chain acyl-CoA dehydrogenase containing the common disease-causing mutation and comparison with the normal enzyme https://kops.uni-kon[...] 1997-06
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_[13] 논문 Thermal unfolding of medium-chain acyl-CoA dehydrogenase and iso(3)valeryl-CoA dehydrogenase: study of the effect of genetic defects on enzyme stability 2004-09
_[14] 논문 Structure and mechanism of action of the acyl-CoA dehydrogenases http://www.fasebj.or[...] 1995-06
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