Aldehido oksidazė

Aldehido oksidazė yra fermentas, kuris skaido aldehidus stuburiniuose. Jo galima rasti skirtinguose žinduolių ir žmonių audiniuose. Tiksli aldehido oksidazės funkcija dar nežinoma.

Kas yra aldehido oksidazė?

Aldehido oksidazė (AOX1) padeda fermentais skaidyti aldehidus organizme. Tačiau buvo nustatyta, kad jis taip pat suskaido nikotiną į kotininą. Į deguonies neturintį nikotiną yra deguonies atomas, kad susidarytų aldehido struktūra.

Dėl šios priežasties aldehido oksidazė taip pat svarbi triptofano metabolizmui ir tuo pačiu metu biotransformacijai. Daugiausia jo yra kepenų ląstelių, kasos, plaučių, griaučių raumenų arba riebalų ląstelių citozolyje. Kofaktorinis molibdenas yra labai svarbus fermento veiklai. Žmogaus DNR yra tik vienas AOX genas, kuris gali koduoti funkcinį fermentą. Keli AOX genai yra aktyvūs kituose stuburiniuose. Aldehido oksidazė yra labai panaši į ir susijusi su fermentu ksantino dehidrogenaze.

Abu fermentai gali konvertuoti hipoksantiną į ksantiną absorbuodami deguonies atomą ir vandens molekulę. Tačiau ksantinas virsta šlapimo rūgštimi tik per ksantino hidrogenazę (ksantino oksidazę). Aldehido oksidazę sudaro 1338 aminorūgštys. Molibdopterinas, FAD ir 2 (2Fe2S) yra kofaktoriai jų veiksmingumui. Reakcija, jau apibūdinta pavadinimu, apibūdina aldehidų virsmą pridedant deguonies ir vandens į karboksirūgštis ir vandenilio peroksidą.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Fermento aldehido oksidazė katalizuoja keletą reakcijų. Daugiausia ji atsakinga už aldehidų pavertimą karboksirūgštimis, pridedant deguonies ir vandens. Apskritai, aldehido oksidazė tarpininkauja deguonies atomo pridėjimui prie substrato.

Be kitų dalykų, tai taip pat katalizuoja nikotino pavertimą konitinu. Todėl jis taip pat vaidina svarbų vaidmenį biotransformacijose ir triptofano metabolizme. Šiose reakcijose kofaktorius visada reikalingas molibdenas. Biotransformacijos metu jis ksenobiotikus su aldehido grupėmis paverčia atitinkamomis karboksirūgštimis I fazės reakcijos metu. II fazės reakcijoje gliukurono rūgštis yra prijungiama prie karboksilo grupių, siekiant padidinti tirpumą vandenyje, kad pašalintų svetimą molekulę iš kūno.

Struktūriškai ir chemiškai aldehido oksidazė yra glaudžiai susijusi su homologiniu fermentu ksantino hidrogenaze (ksantino oksidaze). Tačiau nežinoma, kodėl ksantino virsmą šlapimo rūgštimi pridedant deguonies ir vandens katalizuoja tik ksantino oksidazė. Hipoksantino pavertimą ksantinu vis dar katalizuoja abu fermentai. Be to, aldehido oksidazė taip pat yra atsakinga už adipogenezę (riebalinių ląstelių dauginimąsi).

Tai stimuliuoja audinio hormono adiponektino sekreciją. Adiponektinas, savo ruožtu, padidina insulino efektyvumą. Hepatocituose adiponektinas savo ruožtu slopina aldehido oksidazės išsiskyrimą. Aldehido oksidazės (AOX1) trūkumas taip pat slopina lipidų eksportą iš ląstelių. Tiksli aldehido oksidazės funkcija dar nėra iki galo išsiaiškinta.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Aldehido oksidazė daugiausia randama kepenų ląstelių citoplazmoje. Tačiau jis taip pat randamas riebalų ląstelėse, plaučių audinyje, griaučių raumenyse ir kasoje. Ji buvo painiojama su homologine ksantino oksidaze.

Abu fermentai turi panašią struktūrą. Tačiau jie kartais katalizuoja skirtingas reakcijas. Abiejų fermentų veikimui reikalingi tie patys kofaktoriai. Tai yra molibdopterinas, FAD ir 2 (2Fe2S). Tačiau aldehido oksidazė ne tik skaido aldehidus, bet ir yra atsakinga už N-heterociklinių junginių, tokių kaip nikotinas, oksidaciją į kotininą.

Ligos ir sutrikimai

Kartu su ksantino dehidrogenaze (ksantino oksidaze) ir sulfito oksidaze, aldehido oksidazė priklauso nuo kofaktoriaus molibdeno. Molibdenas yra integruotas į molibdopteriną kaip sudėtingą atomą ir sudaro molibdeno kofaktorių. Esant molibdeno trūkumui, šie trys fermentai veikia blogai.

Ksantino dehidrogenazė katalizuoja ksantino suskaidymą į šlapimo rūgštį. Fermento aldehido oksidazė šiame procese dalyvauja tik iš dalies, pavyzdžiui, kai hipoksantinas suskaidomas į ksantiną. Čia jis netgi konkuruoja su ksantino oksidaze. Taigi nėra jokio aldehido oksidazės trūkumo. Tačiau aldehido oksidazė palaiko katecholaminų skilimą. Sulfito oksidazė yra atsakinga už sieros turinčių aminorūgščių, tokių kaip cisteinas, taurinas ar metioninas, skilimą. Jei šio fermento trūksta, sulfitas nebe virsta sulfatu. Dėl kofaktoriaus molibdeno šie trys fermentai paprastai turi bendrą trūkumą.

Žinoma, galimi atskiri defektai, atsirandantys dėl mutacijų. Tačiau iki šiol nebuvo aprašyta jokio klinikinio vaizdo su specifiniu aldehido oksidazės trūkumu. Labai retas yra molibdeno trūkumas, kurį sukelia nesubalansuota mityba. Tačiau tai gali atsitikti parenteraliai maitinantis daugiau nei šešis mėnesius mažai molibdeno turinčiu maistu. Tokiais atvejais dažnai pasireiškia tachipnėja, tachikardija, stiprus galvos skausmas, pykinimas, vėmimas, centrinė veido obstrukcija ar koma. Be to, yra tam tikrų amino rūgščių netoleravimas. Padidėjusi sulfito koncentracija randama šlapime, o sumažėjusi šlapimo rūgšties koncentracija - kraujyje.

Jei molibdeno trūkumas išlieka, tai gali sukelti sieros turinčių aminorūgščių skilimo problemas, alergiją sulfitui, plaukų slinkimą, mažą šlapimo rūgšties kiekį kraujyje ir vaisingumo problemas. Tačiau dauguma simptomų atsiranda dėl sulfitinės oksidazės ir ksantino dehidrogenazės trūkumo. Tachikardiją greičiausiai lemia padidėjęs adrenalino ar noradrenalino (katecholaminų) kiekis, nes jų skilimą atideda aldehido oksidazės trūkumas. Molibdeno trūkumą gali sukelti dieta, kurioje ypač mažai molibdeno, ir esant uždegiminėms žarnyno ligoms, tokioms kaip Krono liga, su malabsorbcija.

Paveldimas molibdeno kofaktoriaus trūkumas dėl sutrikusios molibdopterino sintezės yra mirtinas, jei visi trys fermentai žlunga be gydymo.