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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2014/03/07 20:37:07」(JST)

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グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(glutamate dehydrogenase, GDH)は、多くの微生物および真核生物のミトコンドリアに存在する酵素である。尿素の合成に必須な酵素で、グルタミン酸とα-ケトグルタル酸の相互変換を行う。動物では酵素反応で発生したアンモニアは尿素回路に流れ着く。バクテリアではグルタミン酸とアミドトランスフェラーゼにより[アミノ酸]を経て同化される^[1]。植物では環境と圧力に依存してどちらの方向にもはたらく^[2]。トランスジェニック植物において発現するミトコンドリアGDHは除草剤、水不足、病原体感染に対する耐性が強化される^[3]。それらは栄養的価値が大きい^[4]。

グルタミン酸
α-ケトグルタル酸

グルタミン酸デヒドロゲナーゼは異化と代謝経路との間を繋ぐ酵素であり、真核生物の至るところに存在する。

補因子[編集]

NAD⁺もしくはNADP⁺がこの酵素の補因子である。

窒素循環での役割[編集]

動物および微生物によるアンモニアの組み込みはグルタミン酸デヒドロゲナーゼとグルタミン酸シンターゼによって行われる。グルタミン酸は哺乳類と微生物の窒素循環において、窒素供与体、窒素受容体の両方の役割を果たす。

グルタミン酸デヒドロゲナーゼの調節[編集]

ヒトでは、グルタミン酸デヒドロゲナーゼの活性はADP-リボシル化によりコントロールされ、共有結合修飾がサーチュイン遺伝子によって行われる。この調節はカロリー制限と低血糖に反応する緩やかなものである。これらの状況下ではグルタミン酸デヒドロゲナーゼの機能性は、クエン酸回路においてATPを合成するのに使われるα-ケトグルタル酸の量を増やすために高くなる。

微生物では、GDHのアロステリック部位に結合するアンモニウムイオンまたはその大きさに近いルビジウムイオンの濃度により調節され、酵素のKm値を変化させる^[5]。

ADP-リボシル化によるGDHの調節はインスリンを分泌するβ細胞にとって特に重要である。インスリンの分泌はADPの増加により促進される。サーチュイン遺伝子はインスリン分泌を調節し、血糖値とアミノ酸代謝を管理するのに必要な遺伝子である。

調節[編集]

アロステリック阻害物質

アデノシン三リン酸
グアノシン三リン酸

アロステリック活性物質

アデノシン二リン酸
グアノシン二リン酸

脚注[編集]

^ Lightfoot DA, Baron AJ, Wootton JC (1988). “Expression of the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene in the cyanobacterium Synechococcus PCC6301 causes ammonium tolerance”. Plant Molecular Biology 11 (3): 335-344. doi:10.1007/BF00027390.
^ Mungur R, Glass AD, Goodenow DB, Lightfoot DA (June 2005). “Metabolite fingerprinting in transgenic Nicotiana tabacum altered by the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene”. J. Biomed. Biotechnol. 2005 (2): 198–214. doi:10.1155/JBB.2005.198. PMC 1184043. PMID 16046826.
^ Lightfoot DA, Bernhardt K, Mungur R, Nolte S, Ameziane R, Colter A, Jones K, Iqbal MJ, Varsa E, Young B (2007). “Improved drought tolerance of transgenic Zea mays plants that express the glutamate dehydrogenase gene (gdhA) of E. coli”. Euphytica 156 (1-2): 103-116. doi:10.1007/s10681-007-9357-y.
^ Lightfoot DA (2009). “Genes for use in improving nitrogen use efficiency in crops”. In Wood, Andrew; Matthew A. Jenks. Genes for Plant Abiotic Stress. Wiley-Blackwell. pp. 167-182. ISBN 0-8138-1502-9.
^ Wootton JC (February 1983). “Re-assessment of ammonium-ion affinities of NADP-specific glutamate dehydrogenases. Activation of the Neurospora crassa enzyme by ammonium and rubidium ions”. Biochem. J. 209 (2): 527–31. PMC 1154121. PMID 6221721.

外部リンク[編集]

Glutamate dehydrogenase - the US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

UpToDate Contents

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1. 成人におけるクロストリジウム・ディフィシル感染症：臨床症状および診断 clostridium difficile infection in adults clinical manifestations and diagnosis
2. 幼児の持続性高インスリン血症性低血糖症の病因、臨床的特徴、および診断 pathogenesis clinical features and diagnosis of persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy
3. 小児におけるクロストリジウムディフィシル感染：臨床的特徴および診断 clostridium difficile infection in children clinical features and diagnosis
4. 肝細胞障害を検出するための肝臓生化学検査 liver biochemical tests that detect injury to hepatocytes
5. 筋萎縮性側索硬化症の疫学および病因 epidemiology and pathogenesis of amyotrophic lateral sclerosis

Japanese Journal

820 好気性超好熱菌から精製したグルタミン酸デヒドロゲナーゼのコード遺伝子の解析

Helianti Is,森田資隆,阪口利文,村上裕二,横山憲二,民谷栄一
日本生物工学会大会講演要旨集平成12年度, 189, 2000-07-10
NAID 110002922340

Aspergillus nidulansのグルタミン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子の発現制御機構に関する研究

川口剛司
日本農芸化学会誌 72(6), 767-768, 1998-06-01
NAID 10005156021

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★リンクテーブル★

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関連記事	「グルタミン酸」「グルタミン」「酸」「ヒドロ」

「グルタミン酸脱水素酵素」

グルタミン酸デヒドロゲナーゼNADP依存型
識別子
略号	gdhA
遺伝子コード	GLUA
Entrez	BAA15550
RefSeq	GI:1742869
UniProt	AP009048.1

グルタミン酸デヒドロゲナーゼ2
識別子
略号	GLUD2
遺伝子コード	GLUDP1
Entrez	2747
HUGO	4336
OMIM	300144
RefSeq	NM_012084
UniProt	P49448
他のデータ
遺伝子座	Chr. X q25

グルタミン酸デヒドロゲナーゼ1
識別子
略号	GLUD1
遺伝子コード	GLUD
Entrez	2746
HUGO	4335
OMIM	138130
RefSeq	NM_005271
UniProt	P00367
他のデータ
EC番号	1.4.1.3
遺伝子座	Chr. 10 q21.1-24.3

　　[★]

英: glutamate dehydrogenase, GLDH, GDH
同: グルタミン酸デヒドロゲナーゼ

[show details]

グルタミン酸脱水素酵素 : 約 59,600 件
グルタミン酸デヒドロゲナーゼ : 約 5,220 件

グルタミン酸脱水素酵素 GDH : 87 件
グルタミン酸デヒドロゲナーゼ GDH : 約 86 件

「GDH」

　　[★]

「GLDH」

　　[★] グルタミン酸脱水素酵素、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ、glutamate dehydrogenase、GDH

「glutamate dehydrogenase」

　　[★] グルタミン酸脱水素酵素、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ、GDH、GLDH

「NADPH依存性グルタミン酸デヒドロゲナーゼ」

　　[★]

英: NADPH-dependent glutamate dehydrogenase
関: NADPH依存性グルタミン酸脱水素酵素

「グルタミン酸」

　　[★]

英: glutamate, glutamic acid, Glu, E
同: α-アミノグルタル酸 2-アミノグルタル酸 2-アミノペンタン二酸 2-aminopentanedioic acid
関: アミノ酸、D-glutamate、L-glutamate

概念

極性。酸性。
生理活性アミン。4-アミノ酪酸、GABAの材料
カルボキシル基を有する。
アラニンの側鎖に-CH2-がつき、さらにカルボキシル基がついた形をしている。

-CH2-CH2-COOH

「グルタミン」

　　[★]

英: glutamine, Gln, Q
同: 2-アミノグルタルアミド酸 2-aminoglutaramic acid
関: アミノ酸、グルタミン酸

極性。無電荷。
グルタミン酸の側鎖上のカルボキシル基の代わりにアミド基が付いた形をしている。
側鎖：

-CH2-CH2-CO-NH2

「酸」

　　[★]

英: acid
関: 塩基

ブランステッド-ローリーの定義

ルイスの定義

「ヒドロ」

　　[★]

英: hydro
関: ハイドロ

[Lightfoot_1988-1] Lightfoot DA, Baron AJ, Wootton JC (1988). “Expression of the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene in the cyanobacterium Synechococcus PCC6301 causes ammonium tolerance”. Plant Molecular Biology 11 (3): 335-344. doi:10.1007/BF00027390.

[pmid16046826-2] Mungur R, Glass AD, Goodenow DB, Lightfoot DA (June 2005). “Metabolite fingerprinting in transgenic Nicotiana tabacum altered by the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene”. J. Biomed. Biotechnol. 2005 (2): 198–214. doi:10.1155/JBB.2005.198. PMC 1184043. PMID 16046826.

[Lightfoot_2007-3] Lightfoot DA, Bernhardt K, Mungur R, Nolte S, Ameziane R, Colter A, Jones K, Iqbal MJ, Varsa E, Young B (2007). “Improved drought tolerance of transgenic Zea mays plants that express the glutamate dehydrogenase gene (gdhA) of E. coli”. Euphytica 156 (1-2): 103-116. doi:10.1007/s10681-007-9357-y.

[isbn0-8138-1502-9-4] Lightfoot DA (2009). “Genes for use in improving nitrogen use efficiency in crops”. In Wood, Andrew; Matthew A. Jenks. Genes for Plant Abiotic Stress. Wiley-Blackwell. pp. 167-182. ISBN 0-8138-1502-9.

[pmid6221721-5] Wootton JC (February 1983). “Re-assessment of ammonium-ion affinities of NADP-specific glutamate dehydrogenases. Activation of the Neurospora crassa enzyme by ammonium and rubidium ions”. Biochem. J. 209 (2): 527–31. PMC 1154121. PMID 6221721.

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