Enzymy oksydazy NADPH (Nox) są znaczącym źródłem reaktywnych form tlenu, które przyczyniają się do dysfunkcji podocytów kłębuszkowych. Chociaż badania Nox1, -2 i -4 w kilku nefropatiach kłębuszkowych, w tym w nefropatii cukrzycowej. nefropatii cukrzycowej, niewiele wiadomo na temat roli Nox5 w tym kontekście. My zbadaliśmy ekspresję i regulację Nox5 w biopsjach nerek od pacjentów z cukrzycą pacjentów z cukrzycą, hodowanych ludzkich podocytach i nowym modelu mysim. Ekspresja Nox5 wzrosła w ludzkich kłębuszkach nerkowych z cukrzycą w porównaniu z kłębuszkami nerkowymi bez cukrzycy. Stymulacja angiotensyną II zwiększała ekspresję Nox5 w hodowlach ludzkich podocytów i zwiększała wytwarzanie reaktywnych form tlenu. Hodowle ludzkich podocytów i zwiększone wytwarzanie reaktywnych form tlenu. hamowała stymulowaną angiotensyną II produkcję reaktywnych form tlenu i zmieniało dynamikę cytoszkieletu podocytów, powodując fenotyp ruchliwy za pośrednictwem Rac. ruchliwy fenotyp. Ponieważ gen Nox5 jest nieobecny u gryzoni, wygenerowaliśmy myszy transgeniczne wyrażające ludzki Nox5 w sposób specyficzny dla podocytów (Nox5(pod+)). Myszy Nox5(pod+) wykazywały wczesny początek albuminurii, wysunięcie procesu podocytów i podwyższone skurczowe ciśnienie tętnicze. Poddanie myszy Nox5(pod+) działaniu cukrzycy indukowanej streptozotocyną dodatkowo zaostrzyło te zmiany. Nasze dane pokazują że nerkowa Nox5 jest regulowana w górę w ludzkiej nefropatii cukrzycowej i może zmieniać funkcję bariery filtracyjnej i skurczowe ciśnienie tętnicze poprzez produkcję reaktywnych reaktywnych form tlenu. Odkrycia te dostarczają pierwszych dowodów na to, że podocyt Nox5 ma ważną rolę w zaburzeniach czynności nerek i nadciśnieniu tętniczym. --- TŁO: Oksydazy NADPH (Nox) i pokrewne podwójne oksydazy (Duox) odgrywają różne role biologiczne i patologiczne poprzez regulowane wytwarzanie reaktywnych różne role biologiczne i patologiczne poprzez regulowane wytwarzanie reaktywnych reaktywnych form tlenu (ROS). Członkowie rodziny Nox/Duox zostali zidentyfikowani w szerokiej gamie organizmów, w tym u ssaków, nicieni, muszek owocowych, roślin zielonych, grzybów i śluzowców. roślin, grzybów i pleśni śluzowych; jednak niewiele wiadomo na temat molekularnej historii ewolucji tych enzymów. ewolucyjnej historii tych enzymów. WYNIKI: Zebraliśmy i przeanalizowaliśmy wydedukowane sekwencje aminokwasowe 101 ortologów Nox/Duox. Nox/Duox od 25 gatunków, w tym kręgowców, urochordatów, szkarłupnie, owady, nicienie, grzyby, ameby śluzowe, glony i rośliny. W przeciwieństwie do W przeciwieństwie do enzymów obronnych ROS, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa i katalaza, które są obecne u prokariotów, ortologi Nox/Duox generujące ROS pojawiły się dopiero dopiero na późniejszym etapie ewolucji. Taksonomia molekularna ujawniła siedem odrębnych podrodzin Nox i Duox. Regulowane wapniem ortologi reprezentujące 4 podrodziny rozeszły się wcześnie i są najbardziej rozpowszechnione w biologii. Regulowane przez podjednostki Noxes reprezentują drugi główny podział i pojawiły się najpierw u grzybów i ameby. Nox5 został utracony u gryzoni, a Nox3, który funkcjonuje w uchu wewnętrznym w percepcji grawitacji, pojawiła się ostatnio, odpowiadając pełnoetatowej adaptacji kręgowców do lądu. Jeżowiec Strongylocentrotus purpuratus posiada najwcześniejszy ko-ortolog Nox2 kręgowców Nox1, 2 i 3, podczas gdy Nox4 pojawił się nieco później u urochordatów. Porównanie ewolucyjnych ewolucyjnych pokazuje, że Nox2, podjednostki regulatorowe p47phox i p67phox i Duox są bardziej konserwatywne u kręgowców niż inne Nox i podjednostki regulatorowe Nox. i podjednostki regulatorowe Nox. Porównania sekwencji aminokwasów zidentyfikowały kluczowe regiony katalityczne lub regulatorowe, ponieważ 68 reszt było wysoce konserwatywnych wśród wszystkich ortologów ortologów Nox/Duox, a 14 z nich było identycznych z tymi zmutowanymi w Nox2 w wariantach przewlekłej choroby ziarniniakowej sprzężonej z chromosomem X. Oprócz kanonicznych kanonicznych motywów, zidentyfikowano pętlę B, TM6-FAD, motyw VXGPFG i skrajne regiony C-końcowe. zidentyfikowane jako ważne dla aktywności Nox, co zweryfikowano za pomocą analizy mutacji. Obecność tych niekanonicznych, ale wysoce konserwatywnych regionów sugeruje, że że wszystkie Nox/Duox mogą posiadać wspólną funkcję biologiczną pozostałą w długiej historii ewolucji Nox/Duox. ewolucji Nox/Duox. WNIOSEK: Niniejszy raport stanowi pierwszą kompleksową analizę ewolucji ewolucji i zachowanych funkcji członków rodziny Nox i Duox, w tym identyfikację konserwowanych reszt aminokwasowych. Wyniki te stanowią przewodnik dla przyszłych badań struktura-funkcja i dla zrozumienia ewolucji funkcji biologicznych tych enzymów. --- Oksydazy NADPH są głównymi źródłami reaktywnych form tlenu w komórkach komórkach sercowo-naczyniowych, nerwowych i nerkowych. Gen oksydazy NADPH 5 (NOX5) jest obecny u ludzi, ale nie u gryzoni. Ponieważ izoformy Nox w kanalikach proksymalnych nerki kanalikach proksymalnych nerek (RPT) są zaangażowane w patogenezę nadciśnienia tętniczego, przetestowaliśmy hipotezę, że NOX5 ulega różnej ekspresji w komórkach RPT od osób z normotensją (NT) i osób z nadciśnieniem tętniczym (HT). Stwierdziliśmy, że NOX5 mRNA, całkowite białko NOX5 i białko NOX5 błony wierzchołkowej były 4,2±0,7-krotne, 5,2±0,7-krotne i 2,8±0,5 razy większe w HT niż NT. Podstawowa całkowita aktywność oksydazy NADPH wynosiła 4,5±0,2-krotna, a podstawowa aktywność NOX5 w immunoprecypitatach NOX5 była 6,2±0,2-krotna większa w HT niż NT (P=<0,001, n=6-14/grupę). Ionomycyna zwiększała całkowitą aktywność NOX i NOX5 w komórkach RPT z HT (P<0,01, n=4, ANOVA), efekty, które były zniesione przez wstępne traktowanie komórek RPT difenylenojodonem lub dysmutazą ponadtlenkową. Wyciszenie NOX5 przy użyciu NOX5-siRNA zmniejszyło aktywność oksydazy NADPH (-45,1±3,2% vs. mock-siRNA, n=6-8) w HT. Stymulacja receptora podobnego do D1 zmniejszyła aktywność oksydazy NADPH w większym stopniu w NT (-32,5 ± 1,8%) niż HT (-14.8±1.8). W przeciwieństwie do znacznego wzrostu ekspresji i aktywności NOX5 w HT, NOX1 mRNA i białko były minimalnie zwiększone w HT, w stosunku do NT; całkowite białka NOX2 i NOX4 nie różniły się między HT i NT, podczas gdy wzrost wzrost białek NOX1, NOX2 i NOX4 błony komórkowej wierzchołkowej RPT w HT, w stosunku do NT, był znacznie mniejszy niż obserwowany w przypadku NOX5. W ten sposób po raz pierwszy wykazujemy, że NOX5 ulega ekspresji w ludzkich komórkach RPT i w większym stopniu niż inne izoformy Nox w HT niż NT. Sugerujemy, że zwiększona ekspresja NOX5, która może być odpowiedzialna za zwiększony stres oksydacyjny w komórkach RPT w nadciśnieniu tętniczym pierwotnym u ludzi, jest spowodowana, w częściowo przez wadliwy nerkowy układ dopaminergiczny.
Czy oksydaza NADPH 5 ulega ekspresji u gryzoni?
Nie, oksydaza NADPH 5 nie ulega ekspresji u gryzoni, ponieważ gen jest nieobecny.