HMG-CoA reductase HMG-COA还原酶

概述

HMG-CoA还原酶(3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A还原酶,正式缩写为 HMGCR,是速率控制酶,甲羟戊酸途径,即产生胆固醇和其他类异戊二烯的代谢途径。通常,在哺乳动物细胞中,这种酶会受到胆固醇的抑制,该胆固醇源自低密度脂蛋白(LDL)通过LDL受体的内在化和降解以及胆固醇的氧化物种。竞争性的还原酶抑制剂诱导肝脏中LDL受体的表达,进而增加血浆LDL的分解代谢并降低血浆中的胆固醇浓度,这种酶是广泛使用的降胆固醇药物的目标,这些药物统称为他汀类药物。

结构

人类HMG-CoA还原酶的主要同工型(同工型1)长888个氨基酸。它是一种多位跨膜蛋白(意味着它具有许多 alpha螺旋跨膜片段)。它包含两个主要域:一个保守的N端固醇感应结构域(SSD,氨基酸间隔:88-218)。SCAP的相关SSD已被证明可以结合胆固醇。C末端催化结构域(氨基酸间隔:489-871),即3-羟基-3-甲基-戊二酰-COA还原酶结构域。该结构域是蛋白质适当酶促活性所必需的。亚型2的长度为835个氨基酸,该变体较短,因为它在中间区域缺少外显子(氨基酸522-574)。

由于HMG-CoA还原酶催化的反应是胆固醇合成的限速步骤,因此该酶代表了人类当代降低胆固醇药物的唯一主要药物靶标。在发现他汀类药物可提供与降低胆固醇无关的心血管健康益处之后,HMG-CoA还原酶的医学意义已继续扩展,超出了其在胆固醇合成中的直接作用。他汀类药物已显示出抗炎特性,最可能是由于他汀类药物能够限制部分炎症反应所必需的关键下游类异戊二烯的产生。可以注意到,他汀类药物阻断类异戊二烯合成在治疗多发性硬化症小鼠模型中显示出了希望,这是一种炎症性自身免疫性疾病。HMG-CoA还原酶是一种重要的发育酶,抑制其活性以及伴随产生的类异戊二烯缺乏会导致生殖细胞迁移缺陷以及脑出血。