Lanosterol-14α-demetyláza

Lanosterol-14α-demetyláza (CYP51A1, ) je enzým, ktorý katalyzuje demetylačnú reakciu (odstránenie metylovej skupiny) z lanosterolu za vzniku cholestatriénu: 

 lanosterol + 3 O2 + 3 NADPH → cholestatrién + HCOOH + 3 NADP+ + H+ + 4 H2O 

Enzým sa niekedy nazýva i  lanosterol-14α-metyldemetyláza-cytochróm P450, lanosterol-14α-metyldemetyláza alebo 14α-metyldemetyláza.

 Katalyzovaná reakcia 
náhľad|Reakcie katalyzovaná lanosterol-14α-demetylázou a produkt, ktorý sa hromadí po jej inhibícii|500x500bod

Lanosterol-14α-demetyláza katalyzuje tri následné monooxygenačné reakcie:
 premena lanosterolu na 3β-hydroxylanost-8-én-32-ol
 premena 3β-hydroxylanost-8-én-32-olu na 3β-hydroxylanost-8-en-32-ál
 premena 3β-hydroxylanost-8-en-32-álu na 14α-formyloxy-lanost-8-en-3β-ol a jeho premenu n cholestatrién

Pre poslednú oxidáciu bol navrhnutý mechanizmus zahŕňajúci postupne atak karbonylovej skupiny peroxoskupinou, Bayerova-Villigerova reakcia (prešmyk) a deformylácia. Alternatívnym mechanizmom by bol atak peroxoskupinou, homolytické štiepenie väzby, deformylácia a nakoniec disproporcionácia.

Lanosterol-14α-demetyláza je oxidoreduktáza, ktorá na premenu lanosterolu na cholestatrién vyžaduje tri molekuly NADPH a tri molekuly kyslíka, pričom iba jeden atóm kyslíka molekuly O2 skončí v cieľovej molekule. Druhý atóm kyslíka vytvorí molekulu vody H2O, čiže slúži ako akceptor elektrónov. Keďže redukcia dvoch atómov kyslíka v molekule O2 vyžaduje štyri elektróny, ďalšie dva elektróny na redukciu druhého atómu kyslíka poskytne substrát (zároveň sa tento redukovaný atóm kyslíka naviaže na molekulu substrátu). Z opísaného mechanizmu je jasné, že lanosterol-14α-demetyláza je monooxygenáza.

 Substrátová špecifita 
Substrátová špecifita enzýmu lanosterol-14α-demetylázy vyžaduje štruktúrne prvky, ktoré musí substrát obsahovať, aby mohlo dôjsť k jeho 14α-demetylácii:
 C3-hydroxylovú skupinu,
 Δ8 dvojitú väzbu (dvojitú väzbu medzi C8 a C9),
 14α-metylovú skupinu.
Okrem lanosterolu je teda tento enzým schopný pôsobiť i na iné 14α-metylsteroidy.

 Význam 
14α-metylová skupina je prvá metylová skupina lanosterolu, ktorá sa odstráni pri jeho premene na cholesterol. Jej odstránenie je nutné, aby získané steroly mohli plniť svoju membránovú a regulačnú úlohu.

 Inhibítory 
Lanosterol-14α-demetyláza je inhibovaná lipofilnými imidazolmi, ako je mikonazol alebo ketokonazol, ktoré sa koordinujú pomocou dusíka imidazolového heterocyklu na hémové železo cytochrómu P450 lanosterol-14α-demetylázy, čím blokujú prístup molekuly kyslíka k centrálnemu atómu železa. V dôsledku tejto inhibície sa začne hromadiť dihydrolanosterol, čo je produkt redukcie dvojitej väzby na bočnom reťazci lanosterolu, čo je reakcia katalyzovaná sterol-Δ24-reduktázou.

 Referencie 

Kategória:Oxidoreduktázy