Тироксин 5-дейодиназа, также известная как йодтирониндейодиназа типа III (номер EC 1.21.99.3), представляет собой фермент , который у людей кодируется геном DIO3 . [5] [6] Этот фермент катализирует следующую химическую реакцию
Белок, кодируемый этим геном без интронов, принадлежит к семейству йодтиронин-дейодиназ . Он катализирует инактивацию гормона щитовидной железы путем дейодирования внутреннего кольца прогормона тироксина (T 4 ) и биоактивного гормона 3,3',5-трийодтиронина (T 3 ) до неактивных метаболитов, 3,3',5'-трийодтиронина (RT 3 ) и 3,3'-дийодтиронина (T 2 ), соответственно. Этот фермент высоко экспрессируется в беременной матке, плаценте, фетальных и неонатальных тканях, что позволяет предположить, что он играет важную роль в регуляции инактивации гормона щитовидной железы во время эмбрионального развития. [7]
Этот белок содержит остаток селеноцистеина (Sec), который необходим для эффективной активности фермента. Селеноцистеин кодируется кодоном UGA , который обычно сигнализирует о завершении трансляции. 3' UTR генов, содержащих Sec, имеет общую структуру стебля-петли, последовательность вставки sec (SECIS), которая необходима для распознавания UGA как кодона Sec, а не как стоп-сигнала. [7]
Ген DIO3 кодирует йодтирониндейодиназу 3-го типа (D3), фермент, который инактивирует гормоны щитовидной железы и сильно экспрессируется на протяжении всего развития плода , достигая пика на ранних стадиях и снижаясь к концу беременности. Часть области контроля импринтинга DLK1 -Dio3 , этот ген участвует в эпигенетическом процессе, который заставляет подмножество генов регулироваться на основе их родительского происхождения. [9] Такие импринтированные гены необходимы для формирования плаценты , а также для развития клеточных линий, таких как те, которые происходят из мезодермы и эктодермы . [10] D3 обнаруживается в беременной матке, плаценте и тканях плода млекопитающих, где, как полагают, он участвует в передаче гормона щитовидной железы между матерью и плодом. [11] Экспрессия D3 способствует развитию мозга, кожи, печени, костей, яичников, яичек, кишечника и бурой жировой ткани . Вводные наблюдения за мышами с дефицитом D3 указывают на задержку роста и даже некоторую неонатальную смерть . Благодаря своей способности активировать или инактивировать гормон щитовидной железы, кодирование Dio3 D3 может быть целью терапевтического вмешательства при заболеваниях, связанных с инсулином, таких как диабет . Кроме того, аномальное количество Dio3, связанное с недостаточным уровнем гормона щитовидной железы, может быть ответственно за нарушение развития мозга в сочетании с воздействием алкоголя. [12] Многие факторы изменяют генетический импринтинг Dio3, что делает его потенциальной помощью в понимании пренатальных повреждений и их продукции спектральных расстройств.
Ссылки
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000197406 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000075707 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Chopra IJ, Chua Teco GN (январь 1982). «Характеристики монодейодирования внутреннего кольца (3 или 5) 3,5-дийодтиронина в печени крысы: доказательства, предполагающие заметное сходство дейодиназ внутреннего и внешнего кольца для йодтиронинов». Эндокринология . 110 (1): 89–97. doi : 10.1210/endo-110-1-89 . PMID 7053997.
^ Köhrle J (2002). "Йодотирониновые дейодиназы". Белковые сенсоры и активные формы кислорода - Часть A: Селенопротеины и тиоредоксин . Методы в энзимологии. Т. 347. С. 125–167. doi :10.1016/s0076-6879(02)47014-0. ISBN9780121822484. PMID 11898402.
^ ab "Ген Энтреза: дейодиназа, йодтиронин, тип III".
^ Hernandez A, Park JP, Lyon GJ, Mohandas TK, St Germain DL (октябрь 1998 г.). «Локализация гена йодтирониндейодиназы типа 3 (DIO3) на хромосоме человека 14q32 и мышиной хромосоме 12F1». Genomics . 53 (1): 119–121. doi : 10.1006/geno.1998.5505 . PMID 9787088.
^ Lin SP, Coan P, da Rocha ST, Seitz H, Cavaille J, Teng PW, Takada S, Ferguson-Smith AC (январь 2007 г.). «Дифференциальная регуляция импринтинга в эмбрионе мыши и плаценте с помощью области контроля импринтинга Dlk1-Dio3». Development . 134 (2): 417–426. doi : 10.1242/dev.02726 . PMID 17166925.
^ Hernandez A, Fiering S, Martinez E, Galton VA, St Germain D (ноябрь 2002 г.). «Геновый локус, кодирующий йодтиронин дейодиназу типа 3 (Dio3), импринтируется у плода и экспрессирует антисмысловые транскрипты». Эндокринология . 143 (11): 4483–4486. doi : 10.1210/en.2002-220800 . PMID 12399446.
^ Медина MC, Молина Дж, Гадеа Ю, Фачадо А, Мурильо М, Симович Г, Пиледжи А, Эрнандес А, Эдлунд Х, Бьянко AC (октябрь 2011 г.). «Дейодиназа типа III, инактивирующая гормон щитовидной железы, экспрессируется в бета-клетках мыши и человека, и ее целевая инактивация ухудшает секрецию инсулина». Эндокринология . 152 (10): 3717–3727. дои : 10.1210/en.2011-1210. ПМК 3176649 . ПМИД 21828183.
^ Sittig LJ, Shukla PK, Herzing LB, Redei EE (июль 2011 г.). «Штаммно-специфическая уязвимость к воздействию алкоголя in utero через экспрессию дейодиназы-III в гиппокампе родительского происхождения». FASEB Journal . 25 (7): 2313–2324. doi : 10.1096/fj.10-179234 . PMC 3114527. PMID 21429942 .
Дальнейшее чтение
Kuiper GG, Klootwijk W, Visser TJ (июнь 2003 г.). «Замена цистеина на селеноцистеин в каталитическом центре йодтирониндейодиназы типа III снижает каталитическую эффективность и изменяет предпочтение субстрата». Эндокринология . 144 (6): 2505–13. doi : 10.1210 /en.2003-0084 . hdl : 1765/10133 . PMID 12746313.
Bessho K, Etani Y, Ichimori H, Miyoshi Y, Namba N, Yoneda A, Ooue T, Chihara T, Morii E, Aoki T, Murakami M, Mushiake S, Ozono K (февраль 2010 г.). «Повышенная активность йодтирониндейодиназы 3-го типа в повторно разросшейся гепатоцеллюлярной гемангиоме с гипотиреозом потребления». European Journal of Pediatrics . 169 (2): 215–21. doi :10.1007/s00431-009-1009-x. PMID 19548001. S2CID 23617415.
Sagar GD, Gereben B, Callebaut I, Mornon JP, Zeöld A, Curcio-Morelli C, Harney JW, Luongo C, Mulcahey MA, Larsen PR, Huang SA, Bianco AC (июнь 2008 г.). «Дейодиназа, инактивирующая тиреоидный гормон, функционирует как гомодимер». Молекулярная эндокринология . 22 (6): 1382–1393. doi :10.1210/me.2007-0490. PMC 2422829. PMID 18356288 .
Dentice M, Salvatore D (июнь 2011 г.). «Дейодиназы: баланс гормонов щитовидной железы: локальное влияние инактивации гормонов щитовидной железы». Журнал эндокринологии . 209 (3): 273–82. doi : 10.1530/JOE-11-0002 . PMID 21398344.
Медина MC, Молина Х, Гадеа Й, Фачадо А, Мурильо М, Симович Г, Пиледжи А, Эрнандес А, Эдлунд Х, Бьянко АС (октябрь 2011 г.). «Дейодиназа типа III, инактивирующая гормон щитовидной железы, экспрессируется в бета-клетках мыши и человека, и ее целевая инактивация ухудшает секрецию инсулина». Эндокринология . 152 (10): 3717–3727. дои : 10.1210/en.2011-1210. ПМК 3176649 . ПМИД 21828183.
Luk JM, Burchard J, Zhang C, Liu AM, Wong KF, Shek FH, Lee NP, Fan ST, Poon RT, Ivanovska I, Philippar U, Cleary MA, Buser CA, Shaw PM, Lee CN, Tenen DG, Dai H, Mao M (сентябрь 2011 г.). «DLK1-DIO3 геномный импринтированный микроРНК-кластер в 14q32.2 определяет подтип гепатоцеллюлярной карциномы, похожий на стебель, связанный с плохой выживаемостью». Журнал биологической химии . 286 (35): 30706–30713. doi : 10.1074/jbc.M111.229831 . PMC 3162431. PMID 21737452 .
Benetatos L, Hatzimichael E, Londin E, Vartholomatos G, Loher P, Rigoutsos I, Briasoulis E (март 2013 г.). «МикроРНК в геномной области DLK1-DIO3: участие в патогенезе заболеваний». Cellular and Molecular Life Sciences . 70 (5): 795–814. doi :10.1007/s00018-012-1080-8. PMC 11114045 . PMID 22825660. S2CID 17876137.
Romitti M, Wajner SM, Zennig N, Goemann IM, Bueno AL, Meyer EL, Maia AL (сентябрь 2012 г.). "Повышенная экспрессия дейодиназы типа 3 при папиллярной карциноме щитовидной железы" (PDF) . Thyroid . 22 (9): 897–904. doi :10.1089/thy.2012.0031. PMID 22823995.
Hernandez A, Park JP, Lyon GJ, Mohandas TK, St Germain DL (октябрь 1998 г.). «Локализация гена йодтирониндейодиназы типа 3 (DIO3) на хромосоме человека 14q32 и хромосоме мыши 12F1». Genomics . 53 (1): 119–21. doi : 10.1006/geno.1998.5505 . PMID 9787088.
