Lizilo hidroksilazės atstovauja fermentų grupei, atsakingai už lizino liekanų hidroksilinimą baltymuose. Taigi jie daugiausia prisideda prie jungiamojo audinio struktūros. Lizilo hidroksilazių funkcijos sutrikimai pasireiškia tokiomis ligomis kaip skorbutas ar paveldimas Ehlerso-Danloso sindromas.
Kas yra lizilo hidroksilazės?
Lizilo hidroksilazės yra fermentai, kurių užduotis yra katalizuoti aminorūgšties lizino post-transliacijos modifikaciją, į hidroksilo liziną įtraukiant hidroksilo grupę. Tai sustiprina jungiamąjį audinį, nes jo baltymų grandinėms suteikiama galimybė toliau jungtis per hidroksilo grupes.
Žmogaus lizilo hidroksilazę sudaro 727 amino rūgštys. Lizilo hidroksilazės taip pat priklauso hidroksilazių grupei, t. Y. Fermentai, kurie paprastai katalizuoja hidroksilo grupių inkorporavimą į molekules. Be lizilo hidroksilazių, hidroksilazės arba oksidoreduktazės taip pat apima prolilo hidroksilazes, fenilalanino hidroksilazę, tirozino hidroksilazę arba triptofano hidroksilazę. Lizilo hidroksilazės kartu su prolilo hidroksilazėmis vaidina svarbų vaidmenį jungiamojo audinio veikime. Abiejų fermentų grupės savo veiklai reikalauja koenzimo vitamino C.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Lizilo hidroksilazių funkcija susideda tik iš hidroksilo grupių įsiskverbimo į lizino liekanas baltyme katalizės. Vykdant posttransliacinę modifikaciją, iš lizino susidaro amino rūgštis hidroksilaminas.
Nors hidroksilaminas taip pat nėra laisvas, tokiu pavidalu jis negali būti įdėtas į baltymus. Taigi posttransliacinis modifikavimas reiškia paskesnį šios aminorūgšties virsmą, kai baltymai yra sukaupti. Kai vandenilio atomas keičiamas į hidroksilo grupę, baltymas šiuo metu yra integruotas funkcinėje grupėje, kuri gali atlikti tiltinimo funkcijas. Padedant hidroksilo grupei, skirtingos baltymų grandinės gali susieti. Be to, cukraus molekulės gali prisijungti prie šios funkcinės grupės. Abi reakcijos, be kita ko, yra labai svarbios plėtojant jungiamąjį audinį.
Jungiamasis audinys uždaro organizmą ir vidaus organus. Jis turi būti tvirtas ir įtemptas, kad būtų galima atskirti funkciškai skirtingus organus. Tai užtikrina jungiamojo audinio baltymai, kuriuose yra didelis procentas aminorūgščių lizino ir prolino.Šiuo tikslu abi aminorūgštys vėliau iš dalies modifikuojamos po to, kai jos įtraukiamos į baltymą, pridedant hidroksilo grupę. Kaip jau minėta, proliną šią reakciją katalizuoja prolilo hidroksilazės, o liziną - lizilo hidroksilazės. Susiformavus baltymams, šios modifikavimo reakcijos sukuria baltymų grandinių, vaizduojančių tvirtą jungiamąjį audinį, tinklą.
Be abiejų fermentų funkcinio jungiamojo audinio vystymasis apskritai būtų neįmanomas. Tačiau abu fermentai veikia tik su koenzimo askorbo rūgšties, t. Y. Vitamino, pagalba. Su mutacija ar vitamino C trūkumu struktūroje pakitę fermentai gali sutrikdyti jungiamojo audinio struktūrą ir taip sukelti rimtas ligas.
Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
PLOD1 genas yra atsakingas už žmogaus lizilo hidroksilazės kodavimą. Pavadinimas PLOD1 yra kilęs iš lizilo hidroksilazės pavadinimo „prokollageninis lizinas, 2-oksoglutarat-5-dioksigenazė 1“. Šis genas yra 1 chromosomoje. Kadangi nuolat gaminamas naujas jungiamasis audinys, taip pat yra nuolatinis poreikis gaminti lizilo hidroksilazes. Todėl šio geno mutacija gali turėti labai rimtų padarinių organizmo sveikatai.
Ligos ir sutrikimai
Lizilo hidroksilazių funkcijos sutrikimai turi ypač didelę reikšmę skorbutui ir Ehlerso-Danloso sindromui. Scurvy yra žinoma kaip senovės jūreivystės liga, kurią sukelia vitamino C trūkumas. Vitaminas C, dar žinomas kaip askorbo rūgštis, veikia kaip lizilo hidroksilazių ir prolilo hidroksilazių koenzimas. Jei jo trūksta, jungiamojo audinio baltymų aminorūgštys lizinas ir prolinas nebegali būti hidroksilintos.
Kadangi jungiamojo audinio baltymai yra nuolat kaupiami ir skaidomi, vitaminų trūkumo laikotarpiu baltymų grandinės vis rečiau jungiasi. Jungiamasis audinys tampa laisvas ir nebegali tinkamai atlikti savo funkcijos. Atsiranda įvairių simptomų, įskaitant bendrą išsekimą, jautrumą infekcijai, dantenų kraujavimą, dantų netekimą, blogą žaizdų gijimą, sunkias odos problemas, raumenų išsekimą ir daugybę kitų sveikatos sutrikimų. Galiausiai skorbutas gali mirti dėl bendro širdies nepakankamumo ar sunkių infekcijų. Senovės jūreiviai buvo ypač paveikti, nes jie negalėjo gauti pakankamai vitamino C ilgų kelionių jūroje metu.
Įrodyta, kad skiriant tam tikrus maisto produktus, pavyzdžiui, raugintus kopūstus, liga užgyja iškart. Tik vėliau buvo pripažinta, kad ligos priežastis buvo vitamino C trūkumas. Jūrininkų ligos protrūkis vėliau buvo užkirstas kelią maitinant jūrininkus raugintais kopūstais. Kita liga, kuriai iš dalies galima priskirti žmogaus lizilo hidroksilazės defektą, yra Ehlerso-Danloso sindromas. Ehlerso-Danloso sindromas yra bendras terminas, apibūdinantis įvairias paveldimas jungiamojo audinio ligas, turinčias skirtingas priežastis. Šiam sindromui būdingas stiprus jungiamojo audinio silpnumas.
Oda yra pernelyg aptempta, o sąnariai neperkraunami. Genetiškai modifikuota lizilo hidroksilazė sukelia VI tipo Ehlerso-Danloso sindromą. Už tai atsakingas mutavęs genas, vadinamas PLOD1, esantis 1 chromosomoje. Iš to susidaręs sugedęs fermentas nebeveikia visiškai ir gali nepakankamai katalizuoti lizino hidroksilinimo reakcijas. Susidaro silpnas jungiamasis audinys, turintis žinomų simptomų, taip pat papildomas akių ir vidaus organų įsitraukimas. VI tipo Ehlerso-Danloso sindromą galima paveldėti kaip autosominį recesyvinį bruožą.
