サルコシン脱水素酵素

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紹介

サルコシン脱水素酵素（SarDH）は、コリンをグリシンに酸化的に分解するミトコンドリアフラボプロテイナーゼです。ヒトにおけるSarDH活性の欠如は遺伝的に伝達され、サルコシン血症として知られるアミノ酸代謝の障害の原因となります。サルコシン脱水素酵素は、サルコシンのN-脱メチル化の化学反応を触媒し、グリシンを生成します。この酵素は、供与体や他の受容体のCH-NH部分に作用する酸化還元酵素のファミリーに属するミトコンドリア酵素です。このサルコシン脱水素酵素は、サルコシンを生成するためにジメチルグリシンの脱メチル化反応を触媒するジメチルグリシン脱水素酵素と密接に関連しています。サルコシン脱水素酵素とジメチルグリシン脱水素酵素は、共因子としてFADを使用します。サルコシン脱水素酵素は、電子移動フラボプロテイン（ETF）を介して呼吸性赤色素鎖にリンクしています。

構造

サルコシン脱水素酵素の結晶構造は利用できません。サルコシン脱水素酵素は、イミダゾールN(3)のヒスチジン残基に8α位のイソキサジン環を介して共有結合したFAD基を含んでいます。この酵素はまた、300,000gの酵素あたり1または2の比率で非ヘム鉄を含み、反応の最初のステップにおける電子移動がFe-Sクラスターとは異なる方法で進行する可能性があることを示唆する0.5モルの酸溶解性硫黄を含んでいます。

機能

サルコシン脱水素酵素は、サルコシン代謝における酵素の一つで、サルコシンの脱メチル化を触媒してグリシンを生成します。これは、ジメチルグリシンをサルコシンに変換するジメチルグリシン脱水素酵素に先行します。グリシンは、グリシンN-メチルトランスフェラーゼによってサルコシンに変換されることもあります。グリシンはサルコシン脱水素酵素によって触媒される反応の生成物であるため、サルコシン代謝に加えて、この酵素はミトコンドリア内のクレアチン回路と呼吸鎖を間接的に結びつけています。

関連疾患

• サルコシン血症

サルコシン血症（SAR）、別名高サルコシン血症およびSARDH欠損症は、血漿および尿中のサルコシン濃度が上昇する稀な常染色体劣性遺伝代謝障害です。これは、サルコシン代謝における先天的なエラーや、サルコシンをグリシンに変換するために必要な葉酸の重度の欠乏によって引き起こされる可能性があります。比較的良性の障害と考えられています。サルコシン血症は、ヒトの9q34染色体に位置するサルコシン脱水素酵素（SARDH）遺伝子の変異によって引き起こされると考えられています。この障害は常染色体劣性の形で遺伝し、障害を引き起こす欠陥遺伝子は常染色体上に位置し（染色体9は常染色体です）、障害を持って生まれるためには欠陥遺伝子の2つのコピー（それぞれの親から1つずつ）が必要です。常染色体劣性障害を持つ人々は、欠陥遺伝子のコピーを持つ親を持ちますが、通常は障害の兆候や症状を示しません。

• 前立腺癌

サルコシン血症に加えて、サルコシン脱水素酵素は前立腺癌の進行にも関与しているようです。前立腺癌が進行するにつれて、サルコシン、ウラシル、キヌレニン、グリセロール3-リン酸、ロイシンおよびプロリンの濃度が増加します。したがって、サルコシンは前立腺癌を検出し、病気の進行を測定するための潜在的なバイオマーカーとして使用できます。サルコシン脱水素酵素およびサルコシン代謝経路の他の酵素は、前立腺癌の潜在的な治療ターゲットとなる可能性があります。