Aldehydioksidaasi

Aldehydioksidaasi on entsyymi, joka hajottaa selkärankaisten aldehydejä. Sitä voi löytää nisäkkäiden ja ihmisten erilaisissa kudoksissa. Aldehydioksidaasin tarkkaa toimintaa ei vielä tunneta.

Mikä on aldehydioksidaasi?

Aldehydioksidaasi (AOX1) auttaa aldehydien entsymaattisessa hajoamisessa kehossa. Todettiin kuitenkin, että se myös hajottaa nikotiinin kotiniiniksi. Happittomaan nikotiiniin rakennetaan happiatomi aldehydirakenteen muodostamiseksi.

Tästä tosiasiasta johtuen aldehydioksidaasi on myös tärkeä tryptofaanimetabolialle ja samalla biotransformaatiolle. Sitä esiintyy pääasiassa maksasolujen, haiman, keuhkojen, luustolihasten tai rasvasolujen sytosolissa. Kofaktorimolybdeeni on erittäin tärkeä entsyymin aktiivisuudelle. Ihmisen DNA: ssa on vain yksi AOX-geeni, joka voi koodata toiminnallista entsyymiä. Useat AOX-geenit ovat aktiivisia muissa selkärankaisissa. Aldehydioksidaasi on hyvin samankaltainen ja sukulainen ksantiinidehydrogenaasi-entsyymiin.

Molemmat entsyymit voivat muuttaa hypoksantiinin ksantiiniksi absorboimalla happiatomin ja vesimolekyylin. Ksantiinin muutos virtsahapoksi tapahtuu kuitenkin vain ksantiinivetynaasin (ksantiinioksidaasin) välityksellä. Aldehydioksidaasi koostuu 1338 aminohaposta. Molybdopteriini, FAD ja 2 (2Fe2S) toimivat kofaktoreina niiden tehokkuudelle. Jo nimellä karakterisoitu reaktio kuvaa aldehydien muuttumista lisäämällä happea ja vettä karboksyylihapoiksi ja vetyperoksidiksi.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Entsyymi aldehydioksidaasi katalysoi useita reaktioita. Suurimmaksi osaksi se vastaa aldehydien muuttumisesta karboksyylihapoiksi lisäämällä happea ja vettä. Yleensä aldehydioksidaasi välittää happiatomin lisäämistä substraattiin.

Se katalysoi muun muassa myös nikotiinin muuttumista konitiiniksi. Siksi sillä on myös tärkeä rooli biotransformaatiossa ja tryptofaanin aineenvaihdunnassa. Molybdeeniä vaaditaan aina kofaktorina näissä reaktioissa. Osana biotransformaatiota se muuttaa ksenobiotiikit aldehydiryhmien kanssa vastaaviksi karboksyylihapoiksi faasin I reaktiossa. Faasi II -reaktiossa glukuronihappo kiinnittyy karboksyyliryhmiin veteen liukenevuuden lisäämiseksi vierasmolekyylin huuhtelemiseksi kehosta.

Aldehydioksidaasi on rakenteellisesti ja kemiallisesti läheisessä yhteydessä homologiseen entsyymiin ksantiinivetynaasiin (ksantiinioksidaasi). Ei kuitenkaan ole tiedossa, miksi vain ksantiinioksidaasi katalysoi ksantiinin muuttumista virtsahapoksi lisäämällä happea ja vettä. Molemmat entsyymit katalysoivat edelleen hypoksantiinin konversiota ksantiiniksi. Lisäksi aldehydioksidaasi vastaa myös adipogeneesistä (rasvasolujen lisääntyminen).

Se stimuloi kudoshormonin adiponektiinin eritystä. Adiponektiini puolestaan ​​lisää insuliinin tehokkuutta. Maksasoluissa adiponektiini puolestaan ​​estää aldehydioksidaasin vapautumista. Aldehydioksidaasin (AOX1) puute estää myös lipidien vientiä soluista. Aldehydioksidaasin tarkkaa toimintaa ei vielä tunneta täysin.

Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot

Aldehydioksidaasi esiintyy pääasiassa maksasolujen sytoplasmassa. Sitä löytyy kuitenkin myös rasvasoluista, keuhkokudoksesta, luustolihaksista ja haimasta. Sitä sekoitettiin homologisen ksantiinioksidaasin kanssa.

Molemmilla entsyymeillä on samanlainen rakenne. Ne kuitenkin katalysoivat toisinaan erilaisia ​​reaktioita. Molemmat entsyymit tarvitsevat samat kofaktorit toiminnalleen. Nämä ovat molybdopteriini, FAD ja 2 (2Fe2S). Aldehydioksidaasi ei kuitenkaan pelkästään hajoa aldehydejä, vaan on myös vastuussa N-heterosyklisten yhdisteiden, kuten nikotiinin, hapetuksesta kotiniiniksi.

Sairaudet ja häiriöt

Yhdessä ksantiinidehydrogenaasin (ksantiinioksidaasin) ja sulfiittioksidaasin kanssa aldehydioksidaasi on riippuvainen kofaktorimolekyylistä. Molybdeeni rakennetaan molybdopteriiniksi kompleksi atomina ja muodostaa molybdeeni-kofaktorin. Molybdeenin puutteen tapauksessa nämä kolme entsyymiä toimivat huonosti.

Ksantiinidehydrogenaasi katalysoi ksantiinin hajoamista virtsahapoksi. Aldehydioksidaasi-entsyymi osallistuu tähän prosessiin vain osittain, esimerkiksi kun hypoksantiini hajoaa ksantiiniksi. Täällä se kilpailee jopa ksantiinioksidaasin kanssa. Siksi ei ole eristettyä aldehydioksidaasin puutetta. Aldehydioksidaasi tukee kuitenkin katekoliamiinien hajoamista. Sulfiittioksidaasi vastaa rikkipitoisten aminohappojen, kuten kysteiinin, tauriinin tai metioniinin hajoamisesta. Jos tämä entsyymi on puutteellinen, sulfiitti ei enää muutu sulfaatiksi. Kofaktorimolybdeenin vuoksi näillä kolmella entsyymillä on yleensä yhteinen vajaus.

Tietenkin mutaatioista johtuvat eristetyt viat ovat mahdollisia jokaiselle näistä entsyymeistä. Tähän mennessä ei kuitenkaan ole kuvattu kliinistä kuvaa, jolla olisi spesifinen aldehydioksidaasin puutos. Tasapainottoman ruokavalion aiheuttama molybdeenipuutos on hyvin harvinaista. Tämä voi kuitenkin tapahtua parenteraalisella ravinnolla, jossa on vähän molybdeenia yli kuuden kuukauden ajan. Tällaisissa tapauksissa takypnea, takykardia, vaikea päänsärky, pahoinvointi, oksentelu, kasvojen tukkeuma tai kooma ovat yleisiä. Lisäksi tietyille aminohapoille on olemassa intoleransseja. Korkeat sulfitipitoisuudet löytyvät virtsasta, kun taas vähentyneet virtsahappopitoisuudet löytyvät verestä.

Jos molybdeenivaje jatkuu, se voi johtaa rikkiä sisältävien aminohappojen hajoamiseen, sulfiittiallergioihin, hiusten menetykseen, alhaiseen veren virtsahappotasoon ja hedelmällisyysongelmiin. Suurin osa oireista johtuu kuitenkin sulfiittioksidaasista ja ksantiinidehydrogenaasin puutteesta. Takykardia johtuu todennäköisesti lisääntyneistä adrenaliini- tai noradrenaliinitasoista (katekoliamiineista), koska niiden hajoaminen viivästyy aldehydioksidaasin puutetta. Molybdeenin puutos voi johtua ruokavaliosta, jolla on erittäin vähän molybdeenia, ja tulehduksellisissa suolistosairauksissa, kuten Crohnin taudissa, joka aiheuttaa ruoan imeytymistä.

Molybdopteriinin heikentyneestä synteesistä johtuva perinnöllinen molybdeenin kofaktoripuutos on kohtalokasta, jos kaikki kolme entsyymiä epäonnistuvat ilman hoitoa.