Gen DLD nằm trên nhiễm sắc thể 7, cung cấp hướng dẫn tạo ra enzyme dihydrolipoamide dehydrogenase.
Chức năng chính
Enzyme dihydrolipoamide dehydrogenase tạo ra tiểu đơn vị E3 của một số enzyme hoạt động cùng nhau—phức hợp enzyme. Những phức hợp enzyme này nắm vai trò thiết yếu trong quá trình phân giải một số phân tử để tạo ra năng lượng cho tế bào.
Axit alpha-keto dehydrogenase phân nhánh hay BCKD là phức hợp enzyme gồm dihydrolipoamide dehydrogenase. Phức hợp enzyme này tham gia vào quá trình phân giải ba loại axit amin do cơ thể hấp thụ từ thức ăn bao gồm leucine, isoleucine và valine. Các axit amin này hiện diện trong nhiều loại thực phẩm, chủ yếu là các loại thực phẩm giàu protein như sữa, thịt và trứng. Quá trình phân giải những axit amin này tạo ra các phân tử năng lượng.
Enzyme dihydrolipoamide dehydrogenase còn là một phần thuộc phức hợp pyruvate dehydrogenase (PDH). Phức hợp enzyme này giữ vai trò thiết yếu trong quá trình tạo ra năng lượng cho tế bào thông qua quá trình biến đổi phân tử pyruvate thành phân tử acetyl-CoA. Pyruvate là sản phẩm của quá trình phân giải tinh bột. Quá trình chuyển hóa pyruvate là cần thiết để bắt đầu nhiều chuỗi phản ứng hóa học khác nhằm tạo ra adenosine triphosphate (ATP)—nguồn năng lượng chính của tế bào.
Enzyme dihydrolipoamide dehydrogenase thuộc phức hợp enzyme thứ ba tham gia vào quá trình tạo ra năng lượng tế bào. Phức hợp enzyme là alpha-ketoglutarate dehydrogenase (αKGDH). Nó biến đổi phân tử α-ketoglutarate thành phân tử succinyl-CoA. Sau đó, succinyl-CoA tiếp tục trải qua quá trình biến đổi để tạo ra ATP cho tế bào sử dụng làm năng lượng.
Đột biến gây bệnh
Thiếu dihydrolipoamide dehydrogenase
Ít nhất 17 đột biến gen DLD gây ra bệnh thiếu dihydrolipoamide dehydrogenase. Dấu hiệu của bệnh có nhiều mức độ nghiêm trọng khác nhau. Biểu hiện phổ biến của bệnh gồm triệu chứng liên quan đến thần kinh, bệnh gan và tích lũy axit lactid trong mô với nguy cơ tử vong cao.
Phần lớn đột biến gen DLD thay đổi axit amin của dihydrolipoamide dehydrogenase làm ức chế hoạt động của các phức hợp enzyme axit alpha-keto dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase và alpha-ketoglutarate dehydrogenase.
Hoạt động của phức hợp enzyme axit alpha-keto dehydrogenase giảm dẫn đến quá trình tích tụ valine, isoleucine, leucine và sản phẩm phụ của những axit amin này trong cơ thể. Nếu tích lũy nhiều, những chất này gây độc cho tế bào và mô, chủ yếu là hệ thần kinh. Từ đó, người bệnh xuất hiện các triệu chứng liên quan đến thần kinh. Lượng phức hợp enzyme pyruvate dehydrogenase giảm dẫn đến tích tụ pyruvate. Pyruvate thừa sẽ biến đổi thành axit lactic khiến người bệnh nhiễm toan lactic. Lượng phức hợp enzyme alpha-ketoglutarate dehydrogenase giảm làm tăng lượng alpha-ketoglutarate và góp phần gây ra hiện tượng nhiễm toan lactic.
Bởi vì ba phức hợp enzyme này giảm hoạt động, hiệu suất tạo năng lượng cũng giảm theo. Trong đó, cơ quan cần rất nhiều năng lượng như não chịu ảnh hưởng nghiêm trọng nhất. Do đó, người bệnh thiếu tyrosine hydroxylase thường biểu hiện các vấn đề liên quan đến thần kinh. Ngoài ra, các vấn đề gan cũng liên quan đến tình trạng thiếu năng lượng trong tế bào. Mức độ nghiêm trọng của của bệnh phụ thuộc vào khả năng hoạt động của ba phức hợp enzyme này.
Hội chứng Leigh
Các tên gọi khác
- DIA1
- diaphorase
- dihydrolipoamide dehydrogenase (E3 component of pyruvate dehydrogenase complex, 2-oxo-glutarate complex, branched chain keto acid dehydrogenase complex)
- dihydrolipoyl dehydrogenase
- DLDH
- DLDH_HUMAN
- E3 component of pyruvate dehydrogenase
- GCSL
- glycine cleavage system L protein
- LAD
- lipoamide dehydrogenase
- lipoamide reductase
- lipoamide reductase (NADH)
- lipoyl dehydrogenase
- PHE3
- pyruvate dehydrogenase component E3
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. DLD dihydrolipoamide dehydrogenase [Homo sapiens (human)]. Retrieved July 29, 2024 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1738/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. DIHYDROLIPOAMIDE DEHYDROGENASE; DLD. Retrieved July 29, 2024 from https://omim.org/entry/238331
- National Library of Medicine. DLD gene. Retrieved July 29, 2024 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/dld/