El gen CYB5R3 se encuentra en el cromosoma 22, siendo su ubicación específica 22q13.2. El gen contiene 12 exones . [5] CYB5R3 codifica una proteína de 34,2 kDa que se compone de 301 aminoácidos; Se han observado 63 péptidos a través de datos de espectrometría de masas . [6] [7]
El gen completo tiene una longitud de aproximadamente 31 kb. El exón 2 contiene la unión del dominio de unión a la membrana y el dominio catalítico de b5R, lo que muestra que hay dos formas de b5R: una forma soluble y una forma unida a la membrana. La porción 5' de este gen no tiene elementos transcripcionales reguladores típicos, pero tiene la secuencia GGGCGG un total de cinco veces. El contenido de GC de esta porción 5' del gen es del 86 %, mucho más alto que el GC promedio del gen completo, que es del 55 %. También hay una señal de poliadenilación atípica en la región 3' no traducida del gen. [3]
La proteína codificada por el gen CYB5R3 es la citocromo b5 reductasa, una flavoproteína que se produce como dos isoformas diferentes con diferentes localizaciones. Existe una isoforma microsómica anfipática que se encuentra en todos los tipos de células excepto en los glóbulos rojos; esta isoforma tiene un dominio de anclaje a la membrana hidrófobo y un dominio catalítico que es hidrófilo . La otra isoforma, una isoforma soluble de citocromo b5 reductasa, se encuentra en los eritrocitos humanos. Esta proteína está truncada y codificada por una transcripción alternativa que produce solo el dominio hidrofílico más grande. [8]La proteína contiene 4 residuos de cisteína, Cys-203, -273, -283 y -297. Se cree que Cys-283 está involucrado en la unión de NADH por modificación química; de hecho, se cree que tanto Cys-273 como Cys-283 están cerca del sitio de unión de NADH. [9] La estructura NH2-terminal del dominio de unión a la membrana es CH3(CH2)12-CO-Gly-Ala-Gln-Leu-Ser-Thr-Leu-Gly-His-Met-Val-Leu-Phe-Pro -Val-Trp-Phe-Leu-Tyr-Ser-Leu-Leu-Met-Lys. [10]
Se conocen dos formas de NADH-citocromo b5 reductasa, una forma unida a la membrana en las células somáticas (anclada en el retículo endoplásmico , las mitocondrias y otras membranas) y una forma soluble en los eritrocitos . La forma unida a la membrana tiene dominios catalíticos y de unión a la membrana. La forma soluble tiene solo el dominio catalítico. Este gen codifica ambas formas de la enzima que surgen de transcritos alternativos específicos de tejido que difieren en el primer exón. Las mutaciones en este gen provocan metahemoglobinemias. [5]
La citocromo b5 reductasa participa en la transferencia de equivalentes reductores desde el donante de electrones fisiológico, NADH, a través de un dominio FAD a las moléculas pequeñas del citocromo b5. También está muy involucrado en muchas reacciones de oxidación y reducción, como la reducción de metahemoglobina a hemoglobina. [8] De las dos formas de NADH-citocromo b5 reductasa, la forma unida a la membrana existe principalmente en el lado citoplasmático del retículo endoplásmico y funciona en la desaturación y elongación de los ácidos grasos , en la biosíntesis del colesterol y en el metabolismo de los fármacos. La forma de eritrocitos se encuentra en una fracción soluble de los eritrocitos circulantes y participa en la reducción de la metahemoglobina . [5]