The Glutamate Dehydrogenase Pathway and Its Roles in Cell and Tissue Biology in Health and Disease

A glutamát-dehidrogenáz (GDH) egy hexamer enzim, amely katalizálja a glutamát reverzibilis átalakulását α-zá.ketoglutaráttá és ammóniává alakítja, miközben a NAD(P)+-ot NAD(P)H-vá redukálja. Minden élő szervezetben megtalálható, katabolikus és anabolikus reakciókat egyaránt szolgál. Emlősök szöveteiben a glutamát oxidatív deaminációja a GDH-n keresztül α-ketoglutarátot termel, amelyet a Krebs-ciklus metabolizál, ami ATP szintéziséhez vezet. Ezenkívül a GDH útvonal különféle sejtfolyamatokhoz kapcsolódik, beleértve az ammónia anyagcserét, a sav-bázis egyensúlyt, a redox homeosztázist (a fumarát képződésén keresztül), a lipid bioszintézist (a citrát oxidatív előállításán keresztül) és a laktáttermelést. Míg a legtöbb emlős egyetlen GDH1 fehérjével (az emberben hGDH1) rendelkezik, amely a májban nagymértékben expresszálódik, az ember és más főemlősök duplikáció útján szereztek egy hGDH2 izoenzimet, amely eltérő funkcionális tulajdonságokkal és szöveti expressziós profillal rendelkezik. Az új hGDH2 gyors evolúciós adaptáción ment keresztül, és olyan egyedi tulajdonságokra tett szert, amelyek lehetővé teszik az enzim fokozott működését az ős hGDH1-et gátló körülmények között. A hGDH2 evolúciója az emberi agy fejlődésével egyidejűleg zajlott le. A hGDH2 a hGDH1-gyel együtt expresszálódik az emberi agyban, vesében, herében és szteroidogén szervekben, de a májban nem. Az emberi agykéregben a hGDH1 és a hGDH2 az asztrocitákban expresszálódik, amelyek a transzmitter glutamát eltávolításáért és metabolizálásáért, valamint a neuronok glutaminnal és laktáttal való ellátásáért felelős sejtek. Az emberi herében a hGDH2 (de a hGDH1 nem) sűrűn expresszálódik a Sertoli-sejtekben, amelyekről ismert, hogy a spermiumokat laktáttal és más tápanyagokkal látják el. A szteroidtermelő sejtekben a hGDH1/2 feltehetően redukáló ekvivalenseket (NADPH) termel a mitokondriumokban a szteroid hormonok bioszintéziséhez. Végül a hGDH1/2 expressziójának felfelé történő szabályozása a rákban fordul elő, lehetővé téve a daganatos sejtek számára, hogy glutamint/glutamátot használjanak fel növekedésükhöz. Ezenkívül a hGDH1/2 deregulációja számos emberi rendellenesség patogenezisében is szerepet játszik.Teljes szöveg megtekintése