Short Chain acyl-CoA dehydrogenase: SCAD

 

 

 

Butyryl-CoA dehydrogenase:

Synoniemen voor dit enzym zijn:

  • Short Chain Acyl-CoA Dehydrogenase ; SCAD
     
  • Unsaturated acyl-CoA reductase
     
  • Butyryl dehydrogenase

ExPASy: EC 1.3.99.2

Dit enzym katalyseert de volgende reactie:

Butanoyl-CoA +  ETF <=> 2-butenoyl-CoA +  reduced ETF

 

Inleiding:

Short Chain Acyl-CoA Dehydrogenase is een van de enzymen die een rol spelen bij de oxidatie van onverzadigde vetzuren in het mitochondrion.
SCAD is het eerste enzym in de kort-keten bŤta-oxidatie spiraal, die de dehydrogenering van C4 en C6 vetzuren katalyseert. Dehydrogenering vindt plaats tussen de alpha- en beta koolstofatomen ( C2 en C3 ) in een FAD-gebonden reactie, die gekatalyseerd wordt door acyl-CoA dehydrogenase.
Erfelijke SCAD deficiŽntie werd voor het eerst gerapporteerd in 1987.

MCAD katalyseert de dehydrogenering van C6 tot C12 vetzuren.

LCAD katalyseert de dehydrogenering van ketens langer dan C12.

SCAD is een van de negen flavoproteÔnen dehydrogenasen die de elektronen transporteren naar de ETFA, ETFB en ETFDH keten van de elektronen transportketen.

Samen met ETF ( Elektron Transferring Flavoprotein ) en ETF-QO ( Elektron Transferring Flavoprotein Dehydrogenase ) , vormt SCAD een systeem die ubiquinone en andere elekronen acceptors reduceert.

De subeenheden van het SCAD-enzym worden door het kern-DNA gecodeerd en worden gesynthetiseerd in het cytosol als voorloperproteÔnen die geÔmporteerd worden in de mitochondriŽle matrix.
Nieuw geÔmporteerde SCAD proteÔnen  worden proteolytisch verwerkt, gevouwen en in elkaar gezet in de biologische actieve homotetramere vorm die een molecuul FAD per subeenheid bevat.

Een deficiŽntie van dit enzym ( een tetramere mitochondriŽle flavoproteÔne ) leidt tot een autosomaal recessief erfelijke ziekte , die Kortketen Acyl-CoA Dehydrogenase DeficiŽntie wordt genoemd.
Vroegere studies hebben laten zien dat een algemene variant SCAD proteÔne (R147W ) beperkt was in het vouwen en voorlopige experimenten suggereren dat deze variant proteÔne een  associatie met "chaperonins" ( chaperonins: cell-signalling  proteins; proteÔnen die assisteren bij het vouwen van nieuw ontstane of gedenatureerde proteÔnen  ) laat zien en een vertraagde vorming van het actieve enzym.
Dienovereenkomstig kan de moleculaire pathogenese van SCAD deficiŽntie  afhangen van een intramitochondriŽle proteÔne kwaliteitscontrole mechanisme, waaronder de afbraak en verzameling van variant SCAD proteÔnen. 

 

 

Schematic representation of the SCAD monomer based on the crystal structure (Protein Data Bank code 1JQI). Ribbon diagram of a rat SCAD monomer (46) with the FAD cofactor shown in black and bound C4-CoA substrate in gray. The monomeric structure of SCAD is composed of three domains: an N-terminal {alpha}-helical domain containing six helices, a central {beta}-sheet domain containing seven {beta}-strands, and a C-terminal {alpha}-helical domain containing five helices. The sites of disease-causing variations (R22W, G68C, W153R, Q341H, and R359C) are shown together with the common SCAD variations (R147W and G185S) in ball and stick representations at the corresponding amino acid residues. All variations are located distant from the active center.

 

Short Chain Acyl-CoA Dehydrogenase Deficiency:

Synoniemen voor deze ziekte zijn:

  • ACADS Deficiency
     
  • SCAD Deficiency
     
  • SCADH Deficiency
     
  • Lipid-storage myopathy secondary to short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency

OMIM: 201470

OMIM: Clinical Synopsis

OMIM: ACADS

Klinisch kunnen er twee typen worden onderscheiden:

  • De eerste is een gegeneraliseerde SCAD  deficiŽntie die gepaard gaat met acute acidose ( een toename  van de zuurgraad door ophoping van zuren of verlies van alkali  ; de pH wordt hierdoor verlaagd ) en spierzwakte ; dit type komt bij kinderen voor.
     
  • De tweede komt voor bij patiŽnten van middelbare leeftijd en gaat gepaard met chronische myopathie. ( aandoening van de spieren ).

PatiŽnten met een neonatale ( op de leeftijd van het pasgeboren kind ) aanvang van deze zeer zeldzame ziekte hebben een variabel fenotype die een metabole acidose, ontwikkelingsachterstand, insulten en een myopathie ( spieraandoening ) omvatten. Bij de weinige gevallen die zijn beschreven van deze zeer zeldzame ziekte kan de ernst van de ziekte van persoon tot persoon sterk verschillen.

PatiŽnten met een gegeneraliseerde SCAD deficiŽntie scheiden kortketen organische zuren in de urine uit. Deze zijn : ethylmalonzuur, methylsuccinaat, butyrylglycine en butyrylcarnitine.

Hoewel deze metabolieten ook worden uitgescheiden bij patiŽnten met MCAD deficiŽntie , kan MCAD  worden herkend door de aanwezigheid van acylcarnitinen en andere metabolieten die verkregen zijn door defecten in de aminozuuroxidatie.

Een defect van SCAD produceert een intramitochondriŽle stapeling van butyryl CoA , die omgezet wordt tot ethylmalonyl CoA en in de urine wordt uitgescheiden als ethylmalonzuur.

Er zijn geen perioden met een nonketotische hypoglycemie, die juist wel karakteristiek zijn bij MCAD en LCAD deficiŽnties.

 

Klinische samenvatting:

Neonatale acidose : een op de leeftijd van het pasgeboren kind voorkomende toename van de zuurgraad door ophoping van zuren; de pH wordt hierdoor verlaagd.

Sterk veresterde laag-normale carnitine spiegel in het plasma.

Slecht eten, Braken.

Progressieve skeletspier zwakte.

Ontwikkelingsachterstand.

Verlies van cognitieve vaardigheden.

Gegeneraliseerde short chain acyl-CoA dehydrogenase deficiŽntie

Ethylmalon acidurie

 

 

 

 

Terug naar hoofdmenu Hoofdmenu

 


 

Anti-Spam Knop. Schrijf het e-mail adres op, voordat u op de knop drukt