疾病状态下醛脱氢酶1A1活性与表达变化及其生理病理学意义
2019-11-13张祥萍江程刘晓东刘李
张祥萍,江程,刘晓东,刘李*
(1. 中国药科大学药学院 药物代谢研究中心,江苏 南京 210009;2. 中国药科大学药学院 药物化学系,江苏 南京 210009)
醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)是生物体内催化醇类物质代谢的一类关键酶,大量存在于动物和植物中。ALDH在辅因子氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)的作用下,可将内源性或外源性的醛代谢生成相应的酸[RCHO+NAD++H2O→RCOOH+还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)+H+;RCHO+NADP++H2O→RCOOH+还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)+H+],避免醛的毒性[1-2]。此外,ALDH还可吸收紫外线,保护眼睛角膜[3-4];与甲状腺激素及对乙酰氨基酚等物质结合[3,5-6],发挥除催化外的其他功能。
人体内维生素A(也称视黄醇)的代谢经历2个过程:醇脱氢酶将视黄醇代谢为视黄醛;ALDH将视黄醛不可逆地氧化成视黄酸,其中由视黄醛转化为视黄酸的过程是视黄醇代谢的限速步骤[7]。在人体中,目前已知的编码醛脱氢酶的基因有19种功能性基因(ALDH1A1、ALDH1A2、ALDH1A3、ALDH1B1、ALDH1L1、ALDH1L2、ALDH2、ALDH3A1、ALDH3A2、ALDH3B1、ALDH3B2、ALDH4A1、ALDH5A1、ALDH6A1、ALDH7A1、ALDH8A1、ALDH9A1、ALDH16A1和ALDH18A1)和 若 干 个 假 基 因[1]。ALDH1A1、ALDH1A2和ALDH1A3共同参与视黄醇代谢的第2步,在成人体内,ALDH1A1尤为重要,是视黄酸的主要合成酶[8]。ALDH1A1因为对视黄醛代谢的特异性,又被称为视黄醛脱氢酶1(retinaldehyde dehydrogenase 1,RALDH1)。
ALDH1A1在多个组织器官中均有表达,主要分布于肝脏、十二指肠和胃。ALDH1A1的功能异常会影响视黄醛的代谢和视黄酸的生成,从而影响机体的生理功能。也有报道指出,ALDH1A1可以利用体内的还原性物质谷胱甘肽(glutathione,GSH)和二氢硫辛酸(dihydiolipoic acid,DHLA)将NAD+还原成NADH,NAD+/NADH的比值将影响NAD+依赖的酶的活性,影响细胞代谢和细胞生长。在ALDH1A1高表达的肿瘤细胞中,NAD+/NADH比值降低促进肿瘤细胞的生长[9-10],而候选化合物KP372-1通过增加NAD+/NADH比值发挥抗肿瘤作用[11]。……
