| NADPH oxidasa | |
|---|---|
| Fórmula química de NADP+ | |
| Identificadores | |
| Código KF | 1.6.3.1 |
La NADPH oxidasa , o NADPH oxidasa ( NOX ), es un complejo enzimático multimolecular unido a la membrana celular localizado en la membrana plasmática y en algunos orgánulos . Particularmente enriquecidas en esta enzima están las células fagocíticas como los macrófagos . Estas oxidasas están implicadas en el sistema de defensa antimicrobiano celular, así como en la proliferación y diferenciación celular y en la regulación de la expresión génica. Existe un grupo completo de NADPH oxidasas que difieren en la composición de subunidades, la especificidad celular, la regulación y otros parámetros.
La reacción catalizada por la NADPH oxidasa consiste en la oxidación de NADP•H a NADP + en el interior de la célula con transferencia de electrones al otro lado de la membrana celular y la formación de un radical superóxido a partir del oxígeno del ambiente en el exterior de la célula. la célula.
NADP•H (intracelular) + 2 O 2 (extracelular) → NADP + (intracelular) + H + (intracelular) + 2 O 2 •- (extracelular)
| Tipo de NADPH oxidasa | Proteínas y subunidades reguladoras | Mecanismo de activación | Expresión en células (pulmones) |
|---|---|---|---|
| NOX1 (NOH-1, MOX1) | p22phox , NOXO1, NOXA1, Rac1 | ? | células epiteliales |
| NOX2 ( gp91phox ) | p22phox , p47phox (NOXO2), p67phox (NOXA2), p40phox, Rac1 / Rac2 | Ca 2+ , fosforilación | células mieloides ( macrófagos , células dendríticas ), células endoteliales , células de músculo liso , fibroblastos |
| NOX3 | p22phox , NOXO1 | ? | epitelio vestibular |
| NOX4 (RENOX) | p22phox | Constitutivamente activo | células endoteliales, células musculares lisas, fibroblastos |
| DUOX1 (Thox1, LNOX1) | DUOXA1 | Ca 2+ , fosforilación | células epiteliales, linfocitos (?) |
| DUOX2 (Thox2, LNOX2) | DUOXA2 | Ca 2+ , fosforilación | células epiteliales |
La NADPH oxidasa es un complejo enzimático multicomponente. Un representante típico y más estudiado de NOX2 consta de dos subunidades de membrana gp91phox (subunidad α, un producto del gen CYBA ) y p22phox (subunidad β), tres componentes citosólicos p40phox , p47phox , p67phox y una proteína G de bajo peso molecular. Rac1 (monocitos) o Rac2 (granulocitos) [1] . La distribución de los dos grupos de componentes en compartimentos subcelulares garantiza el estado inactivo de la enzima en la célula en reposo. El componente central de la NADPH oxidasa es el complejo gp91phox y p22phox , o flavocitocromo b558 (según la longitud de onda de absorción del citocromo), o flavocitocromo b-245, (según el potencial de reducción normal del hemo -245 mV a pH 7,0). Se encuentra en la membrana plasmática y en la membrana de gránulos específicos; también puede estar incrustado en la pared celular de las vacuolas fagocitarias, donde forma un canal para los electrones bombeados por la NADPH oxidasa desde el citosol a la vacuola.
La subunidad citoplasmática p47phox consta de 390 residuos de aminoácidos. La región C-terminal de la secuencia es rica en serina y arginina . La secuencia de aminoácidos de p47phox también contiene dos dominios SH3 , un dominio PX y una región rica en prolina . La subunidad p47phox se une al citocromo b558 durante la activación. Esta subunidad es responsable de transportar el complejo citosólico (p47phox-p67phox-p40phox) a la membrana, durante la activación de la oxidasa [2] , que requiere la fosforilación de p47phox .
La subunidad phox p67 consta de 526 aminoácidos y contiene dos dominios SH3 , cuatro regiones tetratricopeptídicas y al menos una región rica en prolina . p67 phox está estrechamente asociado con el citoesqueleto y también se fosforila durante la activación de los fagocitos, pero en menor medida que p47 phox . La subunidad p67phox interactúa con Rac1/2 y con el citocromo b558 y regula la actividad catalítica del complejo.
La subunidad p40phox consta de 339 aminoácidos. Esta subunidad contiene un dominio SH3 y un dominio PX . p40phox se fosforila débilmente durante la activación. El papel funcional de la proteína p40phox no se ha determinado por completo; los experimentos in vitro han demostrado sus efectos estimulantes e inhibidores sobre la NADPH oxidasa [3] . El dominio PX se une específicamente al fosfatidilinositol-3-fosfato , que se acumula en las membranas fagosomales, lo que contribuye a la retención del complejo NADPH oxidasa en la membrana [4] .
El ensamblaje de la enzima también involucra dos pequeñas proteínas de unión a GTP: Rac2 , que se localiza en la célula en reposo en el citoplasma como un complejo dimérico con Rho-GDI , y Rap1A , que se localiza en las membranas, de las cuales se puede aislar. junto con el citocromo [5] . El intercambio de Rac-GDP por Rac-GTP es un evento necesario para el inicio del ensamblaje y la activación de la oxidasa [6] . Rac participa en la transferencia de electrones e, independientemente de p67phox, regula la transferencia de electrones de NADPH a FAD [7] . A altas concentraciones de p67phox y Rac en sistemas libres de células, no se requiere p47phox para restaurar la actividad de NADPH oxidasa alta [8] .
Durante la hematopoyesis en la etapa de promielocitos , p40phox , p22phox , Rac2 se expresan en las células . En las etapas de mielocito y metamielocito, las células expresan los componentes faltantes de la NADPH oxidasa y se vuelven capaces de producir radicales superóxido [9] .
Además de NOX2, en las células se encontraron NOX1 , NOX3 , NOX4 , NOX5 , DUOX1 y DUOX2 . Difieren en su regulación, función y expresión en diferentes células.
Se utilizan dos inhibidores principales de las enzimas que contienen flavina para inhibir las NADPH oxidasas: