Metabolisme

Seperti namanya, gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase (GAPDH) memangkinkan penukaran gliseraldehid 3-fosfat kepadaD-gliserat 1,3-bifosfat. Ini ialah langkah keenam dalam pecahan glikolisis glukosa, laluan penting bekalan tenaga dan molekul karbon yang berlaku dalam sitosol sel eukariot. Penukaran berlaku dalam dua langkah bergandingan. Langkah pertama ialah menguntungkan dan membolehkan langkah kedua yang tidak berkecenderungan berlaku.

Pelekatan

Salah satu fungsi sampingan GAPDH ialah peranannya dalam lekatan dan pengikatan kepada komponen biologi lain. GAPDH bakteria daripada Mycoplasma dan Streptococcus, dan GAPDH kulat daripada Paracoccidioides brasiliensis diketahui mengikat dengan komponen matriks ekstrasel manusia dan bertindak dalam lekatan.[9][10][11] GAPDH didapati terikat di permukaan lalu menyumbang dalam lekatan serta dalam penghalangan berpersaingan patogen berbahaya.[12] GAPDH daripada Candida albicans didapati berkaitan dengan dinding sel dan mengikat fibronektin dan laminin.[13] GAPDH daripada spesies probiotik diketahui mengikat musin kolon manusia dan ECM, mengakibatkan kolonisasi probiotik yang dipertingkatkan dalam usus manusia.[14][15][16] Patel D. et al., menunjukkan bahawa Lactobacillus acidophilus GAPDH mengikat dengan musin dalam tindakan lekatan.[17]

Transkripsi dan apoptosis

GAPDH sendiri boleh mengaktifkan transkripsi. Kompleks kopengaktif transkripsi OCA-S mengandungi GAPDH dan laktat dehidrogenase, dua protein yang sebelum ini hanya dianggap terlibat dalam metabolisme. GAPDH bergerak antara sitosol dan nukleus, dan dengan itu, boleh menghubungkan keadaan metabolisme dengan transkripsi gen.[18]

Pada tahun 2005, Hara et al. menunjukkan bahawa GAPDH memulakan apoptosis. Ini bukan suatu fungsi ketiga, tetapi boleh dilihat sebagai aktiviti berbantuan GAPDH yang mengikat DNA seperti dalam pengaktifan transkripsi yang dibincangkan di atas. Kajian itu menunjukkan bahawa GAPDH dinitrosilkan S oleh NO sebagai tindak balas kepada tekanan sel, menyebabkan ia mengikat protein SIAH1, sejenis ubikuitin ligase. Kompleks ini bergerak ke dalam nukleus di mana Siah1 menyasarkan protein nukleus bagi penguraian, dengan itu memulakan pematian sel terkawal.[19] Dalam kajian seterusnya, kumpulan itu menunjukkan bahawa deprenil yang telah digunakan secara klinikal untuk merawat penyakit Parkinson banyak mengurangkan apoptosis GAPDH dengan menghalang penitrosilannya, lantas mungkin dapat digunakan sebagai ubat.[20]

Suis metabolisme

GAPDH bertindak sebagai suis metabolisme berbalik di bawah tekanan oksidatif.[21] Apabila sel terdedah kepada pengoksida, mereka memerlukan kofaktor antioksidan NADPH yang begitu banyak. Dalam sitosol, NADPH diturunkan daripada NADP+ oleh beberapa enzim, tiga daripadanya memangkinkan langkah pertama laluan pentosa fosfat. Rawatan pengoksida menyebabkan penyahaktifan GAPDH. Penyahaktifan ini mengarahkan semula sementara fluks metabolisme daripada glikolisis ke laluan pentosa fosfat, membolehkan sel menjana lebih banyak NADPH.[22] Dalam keadaan tekanan, NADPH diperlukan oleh beberapa sistem antioksidan termasuk glutaredoksin dan tioredoksin, serta penting bagi kitar semula glutation.

Pengangkutan ER ke Golgi

GAPDH juga nampaknya terlibat dalam pengangkutan vesikel dari retikulum endoplasma (ER) ke radas Golgi yang merupakan sebahagian daripada laluan penghantaran buat protein yang dirembeskan. Dapatan menujukkan bahawa GAPDH direkrut oleh rab2 ke kelompok vesikel-tubul ER, di mana ia membantu membentuk vesikel COP 1. GAPDH diaktifkan melalui pemfosforilan tirosina oleh Src.[23]

Fungsi tambahan

GAPDH mempunyai pelbagai fungsi seperti banyak enzim lain. Di samping memangkinkan langkah keenam glikolisis, bukti terkini menunjukkan pembabitan GAPDH dalam proses sel lain. GAPDH telah dilihat mempamerkan kepelbagaian fungsi yang lebih tinggi dalam konteks mengekalkan homeostasis zat besi sel,[24] khususnya sebagai protein pendamping bagi hem tak aktif dalam sel.[25]