D-Bifonksiyonel protein eksikliği otozomal resesif bir peroksisomal yağ asidi oksidasyon bozukluğudur . Peroksisomal bozukluklar genellikle peroksisomal montaj kusurlarının bir kombinasyonu veya spesifik peroksisomal enzimlerin eksiklikleri nedeniyle oluşur . Peroksisom , hücreyi detoksifiye etmek için işlev gören lizozoma benzer hücredeki bir organeldir . Peroksisomlar, katalaz gibi birçok farklı enzim içerir ve ana işlevleri serbest radikalleri nötralize etmek ve ilaçları detoksifiye etmektir. Bu nedenle peroksisomlar karaciğer ve böbrekte yaygındır. D-BP eksikliği en ciddi peroksisomal bozukluktur , genellikle Zellweger sendromuna benzer
Bozukluğun özellikleri arasında , çoğunlukla yaşamın ilk ayında ortaya çıkan neonatal hipotoni ve nöbetler ile görme ve işitme bozukluğu yer alır. Diğer semptomlar arasında şiddetli kraniyofasiyal şekil bozukluğu, psikomotor gecikme ve nöronal göç kusurları bulunur. Bozukluğun çoğu başlangıcı, gelişimin gebelik haftalarında başlar ve etkilenen bireylerin çoğu yaşamın ilk iki yılı içinde ölür.
Sınıflandırma
DBP eksikliği üç türe ayrılabilir:
- Tip I, D-BP’nin hem hidrataz hem de dehidrogenaz ünitelerinde eksiklik ile karakterizedir
- Tip II, yalnızca hidrataz ünitesinin işlevsiz olduğu
- Tip III, sadece dehidrogenaz ünitesinde eksiklik var
Tip I eksikliği olan hastalar D-BP’nin tamamında büyük bir yapısal değişiklik gösterdi. Bu bireylerin çoğu, bir çerçeve kayması mutasyonuyla sonuçlanan bir delesyon veya insersiyon gösterdi .
Tip II ve III hastalar, D-BP’nin genel yapısında küçük ölçekli değişiklikler gösterdi. Katalitik alanlardaki veya substrat veya kofaktörlerle temas halinde olanlardaki amino asit değişiklikleri, D-BP eksikliğinin bu varyasyonlarının ana nedeniydi. Diğer amino asit değişikliklerinin proteinin dimerizasyonunu değiştirerek uygunsuz katlanmaya yol açtığı görüldü. Homo sapiens’te beşinci kromozomun ikinci q kolunda (5q23.1 ) D-BP’yi ( HSD17B4 ) kodlayan gende birçok mutasyon bulundu (5q23.1), özellikle de anlamsız mutasyon (616S) için homozigot olan bireylerde .
D-BP Protein
D-bifonksiyonel protein üç enzimatik alandan oluşur: N-terminal kısa zincirli alkol dehidrogenaz redüktaz (SDR), merkezi hidrataz alanı ve C-terminal sterol taşıyıcı protein 2 (SDR).
“Çok işlevli protein 2”, “çok işlevli enzim 2” veya “D-peroksisomal bifonksiyonel” enzim olarak da bilinen DBP proteini (79 kDa ), yağ asitlerinin ve türevlerinin peroksisomal β-oksidasyonunun ikinci ve üçüncü adımlarını katalize eder.
İşlevsel olmayan bir D-BP proteini, uzun zincirli yağ asitlerinin ve safra asidi ara maddelerinin anormal birikimine neden olur. D-BP proteini, C-terminusunda PTS1 reseptörü tarafından peroksisomlara taşınmasına izin veren bir peroksisomal hedefleme sinyali 1 (PTS1) birimi içerir. Peroksisomların içinde, D-BP proteini yalnızca SDR ve hidrataz” alanları arasında kısmen kesilir.
DBP stereospesifik bir enzimdir; hidrataz alanı yalnızca trans-2-enoil-CoA’lardan (R)-hidroksi-asil-CoA ara ürünlerini oluşturur. [ 4 ] D-BP, karaciğer ve beyinde en yüksek mRNA seviyeleriyle tüm insan vücudunda ifade edilir. DBP’nin hidrojenaz ve hidrataz üniteleri , doğru katlanma ve dolayısıyla enzimin işlevi için gerekli olan dimerler olarak bulunur.
Genetik
Kromozom 5’in uzun kolunda bulunan D-BP geni ( HSD17B4 ), 24 ekzon ve 23 introndan oluşur ve 100 kb’den büyük bir boyuta sahiptir. 1-12 ekzonları SDR alanını, 12-21 hidrataz alanını ve 21-24 SCP2 alanını kodlar. Transkripsiyon , transkripsiyon başlangıç noktasından 400 baz çifti yukarıda düzenlenir.
Anlamsız mutasyon G16S, D-BP eksikliğine yol açan en yaygın mutasyondur. 110 hastanın test edildiği 2006 tarihli bir çalışmada, 28’inde bu çerçeve kayması mutasyonu vardı. İkinci en sık görülen mutasyon, 110 hastanın 13’ünde görülen anlamsız mutasyon N457Y idi. Tip I hastalarda yalnızca delesyonlar, eklemeler ve anlamsız mutasyonlar belirlendi, bunların çoğu kısalmış polipeptitlere yol açtı. Tip II hastaların çoğunda D-BP hidrataz ünitesinde anlamsız mutasyonlar ve ayrıca bazı çerçeve içi delesyonlar görülür. Tip III bireylerde genellikle dehidrogenaz alanının kodlama bölgesinde anlamsız mutasyonlar görülür.
Kimya
D-BP’nin enzimatik aktivitesi , G16S mutasyonunda görüldüğü gibi, protein kofaktör NAD +’ya etkili bir şekilde bağlanamazsa başarısız olur . Glisin 16 kısa bir halka oluşturur ve NAD +’ nın adenin halkasının girmesi için bir delik oluşturur. Diğer amino asit yan zincirleri, sterik engel nedeniyle bu halkanın şeklini değiştirir ve uygun NAD + bağlanmasını önler. Mevcut olan diğer mutasyonlar, yanlış polipeptit katlanmasından kaynaklanır. Hidrataz 2 ünitesinin substrat bağlanma alanında bulunan L405 (kalıntı 405’te bulunan lösin), CoA ester kısmına bağlanmada önemli bir rol oynar. D-BP eksikliği hastalarında görülen bir mutasyon, lösinin proline ikamesinden kaynaklanır. Bu, CoA esterleriyle uygun substrat bağlanması için gerekli olan hidrofobik etkileşimleri bozar.
Tanı
D-bifonksiyonel protein eksikliği olan hastalarda en sık görülen klinik gözlemler arasında hipotoni, yüz ve kafatası dismorfizmi , yenidoğan nöbetleri ve nöronal demiyelinizasyon yer alır . Pristinik asit, safra asidi ara maddeleri ve diğer D-BP substratları gibi dallı yağ asitlerinin yüksek seviyelerinin var olduğu görülmektedir. Azalmış pristinik asit β-oksidasyonu, D-BP eksikliğinin yaygın bir göstergesidir. D-BP, normal plazmalojen sentezi ile Zellweger Sendromundan ayırt edilebilir . D-BP nakavt farelerinde yapılan son çalışmalar, D-BP yokluğunda palmitoil-CoA oksidaz, peroksisomal tiyolaz ve dallı zincirli asil-CoA oksidaz gibi diğer peroksisomal enzimlerin telafi edici yukarı regülasyonunu göstermektedir.