ADA postoji i u malom obliku (kao monomer) i u velikom obliku (kao dimer-kompleks) .U monomernom obliku enzim je polipeptidni lanac,[7] presavijen u osam niti paralelnih α / β tubula, koje okružuju središnji duboki džep koji je aktivno mjesto. Pored osam središnjih beta-bačvi i osam perifernih α-heliksa, ADA također sadrži pet dodatnih zavojnica: ostaci 19-76 puta preklopljenih u tri zavojnice, koji se nalaze između β1 i α1 nabora, a dvije antiparalelne karboksi-terminalne spirale nalaze se preko amino-terminala β-tubula.
Aktivno mjesto ADA sadrži cink-ion koji se nalazi u najdubljem udubljenju aktivnog mjesta i koordiniran je s pet atoma iz His15, His17, His214, Asp295 i supstrata. Cink je samo kofactor koji je neophodan za njenu aktivnost.
Supstrat, adenozin, stabiliziran je i vezan za aktivno mjesto pomoću devet vodikovih veza.Karboksilna grupa Glu217, približno koplanarna sa purinskim prstenom supstrata, u položaju je da formira vodikovu vezu sa N1 supstrata. Karboksilna grupa Asp296, također koplanarna sa purinskim prstenom supstrata, tvori vodikovu vezu sa N7 supstrata. NH grupa Gly184 u poziciji je da stvori vodikovu vezu sa N3 supstrata. Asp296 stvara veze kako sa ionom Zn2+, tako i sa 6-OH supstrata. His238 se također vodikom veže za supstrat 6-OH. Riboza 3'-OH supstrata tvori vodikovu vezu sa Asp19, dok 5'-OH tvori vodikovu vezu sa His17. Dvije daljnje vodikove veze stvaraju se na molekulama vode, na otvaranju aktivnog mjesta, pomoću 2'-OH i 3'-OH supstrata.
Zbog uvlačenja aktivnog mjesta unutar enzima, supstrat, nakon što se veže, gotovo je u potpunosti odvojen od rastvarača.Površinska izloženost supstrata rastvaraču kada je vezan je 0,5% površinske izloženosti supstrata u slobodnom stanju.
Predloženi mehanizam za ADA kataliziranu deaminaciju je stereospecifična adicija-eliminacija putem tetraedarskog intermedijera.[8] Putem oba mehanizma, Zn2+ kao snažni elektrofil aktivira molekulu vode, koju osnovni Asp295 deprotonira, kako bi stvorio napadajući hidroksid. His238 orijentira molekulu vode i stabilizira naboj napadajućeg hidroksida. Glu217 je protoniran da donira proton N1 supstrata.
Reakcija je stereospecifična, zbog lokacije ostataka cinka, Asp295 i His238, koji su okrenuti prema B-strani purinskog prstena supstrata.
Uočena je kompetitivna inhibicija za ADA, gdje proizvod inozin djeluje na kompetitivni inhibitor na enzimsku aktivnost.[9]
Prvenstveno, kod ljudi ADA je uključen u razvoj i održavanje imunoskog sistema. Međutim, primijećena je i povezanost ADA sa održavanjem epitelnih ćelija diferencijacijom, neurotransmisijom i gestacijom.[10] Također je predloženo da ADA, pored razgradnje adenozina, stimulira oslobađanje pobuđujuće aminokiseline i neophodna je za spajanje A1 adenozinskih receptora i heterodimernog G-proteina.[6] Nedostatak adenozin deaminaze dovodi do plućne fibroze,[11] što sugerira da hronična izloženost visokim nivoima adenozina može pogoršati reakcije upale, umjesto da ih suzbija. Također je prepoznato da su protein i aktivnost adenozin-deaminaze povećani u mišjim srcima koja prekomjerno izražavaju HIF-1 alfa, što dijelom objašnjava oslabljene nivoe adenozina u srcima koji eksprimiraju HIF-1 alfa tokom ishemijskog stresa.[12]
Neke mutacije u genu za adenozin-deaminazu uzrokuju da on ne dolazi do ekspresije. Rezultirajući nedostatak jedan je od uzroka teške kombinirane imunodeficijencije (SCID), posebno autosomno recesivnog nasljeđivanja.[13] Deficitni nivo ADA povezan je i s plućnom upalom, smrću timusnih ćelija i neispravnim signaliziranjem T-ćelijskih receptora.[14][15]
Suprotno tome, mutacije zbog kojih ovaj enzim dolazi do prekomjerne ekspresije jedan su od uzroka hemolitske anemije.[16]
Postoje neki dokazi da drugačiji alel (ADA2) može dovesti do autizma.[17]
Povišeni nivoi ADA takođe su povezani sa AIDS-om.[14][18]
ADA1 se nalazi u većini tjelesnih ćelija, posebno limfocita i makrofaga, gdje je prisutan ne samo u citosolu i jedru već i kao ektoforma na ćelijskoj membrani vezanoj za dipeptidil peptidazu-4 (aka CD26). ADA1 je uglavnom uključen u unutarćelijsku aktivnost i postoji u malom obliku (monomer) i velikom obliku (dimer).[6] Interkonverzija malih u velike oblike regulisana je „faktorom konverzije“ u plućima.[19]
ADA2 was first identified in human spleen.[20] Naknadno je pronađen u drugim tkivima, uključujući makrofage, gdje koegzistira s ADA1. Dvije izoforme reguliraju odnos adenozina i dezoksiadenozina, koji potenciraju ubijanje parazita. ADA2 se nalazi pretežno u ljudskoj plazmi i serumu i postoji samo kao homodimer.[21]
ADA2 je dominantni oblik prisutan u ljudskoj plazmi i pojačan je kod mnogih bolesti, posebno onih povezanih s imunsim sistemom: na primjer reumatoidni artritis, psorijaza i sarkoidoza . Izoforma ADA2 u plazmi je također povećana kod većine karcinoma. ADA2 nije sveprisutan, ali koegzistira s ADA1 samo u monocitima-makrofazima.
Ukupni ADA u plazmi može se izmjeriti pomoću tečna hromatografija visoke performans ili enzimskim ili kolorimetrijskim tehnikama. Možda najjednostavniji sistem je merenje amonijaka koji se oslobađa iz adenozina kada se razgradi na inozin. Nakon inkubacije plazme s puferskim rastvorom adenozina, amonijak reagira sa Berthelotovim reagensom dajući plavu boju koja je proporcionalna količini aktivnosti enzima. Za mjerenje ADA2, eritro-9- (2-hidroksi-3-nonil) adenin (EHNA) se dodaje prije inkubacije, kako bi se inhibirala enzimska aktivnost ADA1. Odsustvo ADA1 je ono što uzroci Teške kombinirane imunodeficijencije( SCID).
ADA se također može koristiti u obradi limfocitnih pleurskih izljeva ili peritoneumskim ascitima, tako što takvi uzorci s niskim nivoom ADA u osnovi isključuju tuberkulozu.[22]
Tuberkulozni pleurski izlivi sada se mogu precizno dijagnosticirati povišenim nivoima adenozin-deaminaze pleurskwe tečnosti, iznad 40 U po litru.[23]
^Moriwaki Y, Yamamoto T, Higashino K (Oct 1999). "Enzymes involved in purine metabolism--a review of histochemical localization and functional implications". Histology and Histopathology. 14 (4): 1321–1340. PMID10506947.
^Blackburn MR (2003). "Too much of a good thing: adenosine overload in adenosine-deaminase-deficient mice". Trends in Pharmacological Sciences. 24 (2): 66–70. doi:10.1016/S0165-6147(02)00045-7. PMID12559769.
^Sanchez JJ, Monaghan G, Børsting C, Norbury G, Morling N, Gaspar HB (maj 2007). "Carrier frequency of a nonsense mutation in the adenosine deaminase (ADA) gene implies a high incidence of ADA-deficient severe combined immunodeficiency (SCID) in Somalia and a single, common haplotype indicates common ancestry". Annals of Human Genetics. 71 (Pt 3): 336–47. doi:10.1111/j.1469-1809.2006.00338.x. PMID17181544.
^ abBlackburn MR, Kellems RE (2005). "Adenosine deaminase deficiency: metabolic basis of immune deficiency and pulmonary inflammation". Advances in Immunology. 86: 1–41. doi:10.1016/S0065-2776(04)86001-2. ISBN9780120044863. PMID15705418. journal zahtijeva |journal= (pomoć)
^Schrader WP, Stacy AR (Sep 1977). "Purification and subunit structure of adenosine deaminase from human kidney". The Journal of Biological Chemistry. 252 (18): 6409–6415. PMID893413.
da Cunha JG (1992). "[Adenosine deaminase. A pluridisciplinary enzyme]". Acta Médica Portuguesa. 4 (6): 315–23. PMID1807098.
Franco R, Casadó V, Ciruela F, Saura C, Mallol J, Canela EI, Lluis C (Jul 1997). "Cell surface adenosine deaminase: much more than an ectoenzyme". Progress in Neurobiology. 52 (4): 283–94. doi:10.1016/S0301-0082(97)00013-0. PMID9247966. S2CID40318396.
Valenzuela A, Blanco J, Callebaut C, Jacotot E, Lluis C, Hovanessian AG, Franco R (1997). "HIV-1 envelope gp120 and viral particles block adenosine deaminase binding to human CD26". Advances in Experimental Medicine and Biology. 421: 185–92. doi:10.1007/978-1-4757-9613-1_24. ISBN978-1-4757-9615-5. PMID9330696.
Moriwaki Y, Yamamoto T, Higashino K (Oct 1999). "Enzymes involved in purine metabolism--a review of histochemical localization and functional implications". Histology and Histopathology. 14 (4): 1321–40. PMID10506947.
Hirschhorn R (1993). "Identification of two new missense mutations (R156C and S291L) in two ADA- SCID patients unusual for response to therapy with partial exchange transfusions". Human Mutation. 1 (2): 166–8. doi:10.1002/humu.1380010214. PMID1284479.
Berkvens TM, van Ormondt H, Gerritsen EJ, Khan PM, van der Eb AJ (Aug 1990). "Identical 3250-bp deletion between two AluI repeats in the ADA genes of unrelated ADA-SCID patients". Genomics. 7 (4): 486–90. doi:10.1016/0888-7543(90)90190-6. PMID1696926.
Murray JL, Perez-Soler R, Bywaters D, Hersh EM (Jan 1986). "Decreased adenosine deaminase (ADA) and 5'nucleotidase (5NT) activity in peripheral blood T cells in Hodgkin disease". American Journal of Hematology. 21 (1): 57–66. doi:10.1002/ajh.2830210108. PMID3010705.
Wiginton DA, Kaplan DJ, States JC, Akeson AL, Perme CM, Bilyk IJ, Vaughn AJ, Lattier DL, Hutton JJ (Dec 1986). "Complete sequence and structure of the gene for human adenosine deaminase". Biochemistry. 25 (25): 8234–44. doi:10.1021/bi00373a017. PMID3028473.
Akeson AL, Wiginton DA, Dusing MR, States JC, Hutton JJ (Nov 1988). "Mutant human adenosine deaminase alleles and their expression by transfection into fibroblasts". The Journal of Biological Chemistry. 263 (31): 16291–6. PMID3182793.
Daddona PE, Shewach DS, Kelley WN, Argos P, Markham AF, Orkin SH (Oct 1984). "Human adenosine deaminase. cDNA and complete primary amino acid sequence". The Journal of Biological Chemistry. 259 (19): 12101–6. PMID6090454.
Valerio D, Duyvesteyn MG, Meera Khan P, Geurts van Kessel A, de Waard A, van der Eb AJ (Nov 1983). "Isolation of cDNA clones for human adenosine deaminase". Gene. 25 (2–3): 231–40. doi:10.1016/0378-1119(83)90227-5. PMID6198240.