Nukleotid-Diphosphatase 1

Nukleotid-Diphosphatase 1
	Vorhandene Strukturdaten: 2YS0
Masse/Länge Primärstruktur	925 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	Homodimer; Typ 2 Membranprotein
Kofaktor	2 A2+
Bezeichner
Gen-Name(n)	ENPP1 ARHR2; COLED; M6S1; NPP1; NPPS; PC-1; PCA1; PDNP1
Externe IDs	OMIM: 173335; UniProt: P22413; MGI: 97370; CAS-Nummer: 9032-64-8;
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	3.6.1.9, Hydrolase
Reaktionsart	Hydrolyse von Phosphorsäureestern
Substrat	Dinukleotid + H2O
Produkte	2 Mononukleotide
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Übergeordnetes Taxon	Eukaryoten
	Orthologe

Nukleotid-Diphosphatase (NPPase) (genauer: Ectonukleotid-Pyrophosphatase/Phosphodiesterase) heißen Enzyme, die die hydrolytische Spaltung von FAD und anderen Dinukleotiden zu katalysieren. Diese Reaktion ist wichtig für den Abbau dieser Stoffe und NPPasen kommen in Tieren und Pflanzen vor. Der Mensch hat zwei Gene, die für NPPasen codieren: ENPP1 und ENPP3.[1]

Die NPPasen sind Membranproteine. Die NPPase 1 ist hauptsächlich auf der Oberfläche von Plasmazellen zu finden.

Mutationen am ENPP1-Gen können zu NPPase 1-Mangel und dieser zu Ossifikation des Ligamentum longitudinale posterius (OLPP) und infantiler arterieller Calcifizierung (IIAC) führen. Überproduktion des Enzyms wurde in mehreren Gewebetypen von Menschen mit Insulinresistenz gezeigt und Enzymvarianten wurden in vielen Studien mit Diabetes Typ 2 und seinen Folgeerkrankungen assoziiert. Die Ursache ist die Bindung von überproduzierter NPPase 1 an den Insulinrezeptor und resultierende Hemmung der Signaltransduktion von Insulin. Aus diesen Gründen ist NPPase ein pharmazeutisches Target für die Behandlung dieser Krankheiten.[2][3][4]

Katalysierte Reaktionen

Nukleotid-Diphosphatase 1 und Nukleotid-Diphosphatase 3 sind in der Lage, sowohl als Diphosphatase (EC 3.6.1.9) als auch als Diesterase (EC 3.1.4.1) zu fungieren und so nicht nur unterschiedliche Dinukleotide wie NAD⁺, NADP⁺, FAD, CoA und sogar UDP-Glucose abzubauen, sondern auch Triphosphate wie ATP, GTP, CTP, TTP und UTP; außerdem Diadenosinpolyphosphate und cAMP.[1]

FAD + H₂O $\longrightarrow$ FMN + AMP

Als Beispiel ist die Spaltung von FAD in FMN und AMP gezeigt.

Weitere Funktionen

Durch ihre Rolle bei der Regulation des Diphosphat-Gehalts hat NPPase 1 eine Funktion beim Knochenwachstum; sie scheint auch am Nukleotid-Zucker-Stoffwechsel im ER und im Golgi-Apparat teilzunehmen und ein Faktor bei der Insulin-Sensitivität zu sein.[1]

Regulation

Beide NPPasen werden gehemmt durch niedrige ATP-Konzentration mit folgender Phosphorylierung des Enzyms.

Weblinks

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Riboflavin-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Nicotinat- und Nicotinamid-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Pantothenat-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Schwefel – Lern- und Lehrmaterialien

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Galactose-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien

reactome.org: FAD can be hydrolyzed back to FMN

Einzelnachweise

UniProt P22413, UniProt O14638
UniProt P22413
Ira D. Goldfine, Betty A. Maddux, Jack F. Youngren, Gerald Reaven, Domenico Accili, Vincenzo Trischitta, Riccardo Vigneri, Lucia Frittitta: The role of membrane glycoprotein plasma cell antigen 1/ectonucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase 1 in the pathogenesis of insulin resistance and related abnormalities. In: Endocr. Rev. Band 29, Nr. 1, Februar 2008, S. 62–75, doi:10.1210/er.2007-0004, PMID 18199690, PMC 2244935 (freier Volltext).
Nicola Abate; Manisha Chandalia; Rosa Di Paola; Daniel W Foster; Scott M Grundy; Vincenzo Trischitta: Mechanisms of disease: Ectonucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase 1 as a ‘gatekeeper’ of insulin receptors. In: Nat Clin Pract Endocrinol Metab. Band 2, Nr. 12, Dezember 2006, S. 694–701, doi:10.1038/ncpendmet0367, PMID 17143316.

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[u-1] UniProt P22413, UniProt O14638

[2] UniProt P22413

[3] Ira D. Goldfine, Betty A. Maddux, Jack F. Youngren, Gerald Reaven, Domenico Accili, Vincenzo Trischitta, Riccardo Vigneri, Lucia Frittitta: The role of membrane glycoprotein plasma cell antigen 1/ectonucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase 1 in the pathogenesis of insulin resistance and related abnormalities. In: Endocr. Rev. Band 29, Nr. 1, Februar 2008, S. 62–75, doi:10.1210/er.2007-0004, PMID 18199690, PMC 2244935 (freier Volltext).

[4] Nicola Abate; Manisha Chandalia; Rosa Di Paola; Daniel W Foster; Scott M Grundy; Vincenzo Trischitta: Mechanisms of disease: Ectonucleotide pyrophosphatase phosphodiesterase 1 as a ‘gatekeeper’ of insulin receptors. In: Nat Clin Pract Endocrinol Metab. Band 2, Nr. 12, Dezember 2006, S. 694–701, doi:10.1038/ncpendmet0367, PMID 17143316.