קסאנטין אוקסידאז: פונקציה ומחלות

קסאנטין אוקסידאז אחראי על המרת פורינים ל חומצת שתן במהלך התמוטטותם. מחסור או עיכוב של האנזים מביאים להורדה חומצת שתן רמות ב דם.

מהו קסאנטין אוקסידאז?

קסאנטין אוקסידאז הוא אנזים היוזם (מזרז) את תגובת ההיפוקסנטין על פני קסנטין חומצת שתן. הוא מכיל חלק שאינו חלבון כקבוצת תותבות (יוונית, תותבות, קשורות) שאחראית לתגובתיות. זו נגזרת פלבינית. קסאנטין אוקסידאז שייך לפיכך לפלבין אנזימים. יש לזה גם ברזל ומוליבדן באתר הפעיל. בשנת 1902 תואר האנזים לראשונה כמרכיב של פרות חלב על ידי הביוכימאי פ. שרדינגר, כך שכונה בעבר אנזים שרדינגר. תחת פעולתו של אנזים זה, חל שינוי צבע בצבע מתילן כחול, אשר יכול לשמש כתגובת גילוי אופיינית להבחנה בין גלם ומטופל בחום חלב. בטמפרטורה גבוהה, האנזים נהרס. שינוי הצבע נובע מכך ש אנזימים נוכח בגולמי חלב (כגון קסנטין אוקסידאז) מפחימים צבע מתילן כחול בנוכחות פורמלדהיד כשנחשפים לאוויר.

פונקציה, פעולה ותפקידים

המשימה הידועה ביותר של קסאנטין אוקסידאז היא היווצרות חומצת שתן בתוך חילוף החומרים של הפורין. פורינים קיימים בכל תא. הם מרכיבים של הגרעין בסיסים אדנוזין וגואנין, שיחד עם הפירימידין בסיסים ציטוזין ותימין (ואוראסיל בהתאמה), לפצות מה היא חומצות גרעין DNA ו- RNA. המידע הגנטי בתאי הגוף השונים מורכב מ חומצות גרעין. זה נכון לגבי בני אדם ובעלי חיים. לפיכך, בני אדם בולעים כמות גדולה בצורת מזון מהחי עם מוצרי בשר. אם תאי הגוף עצמו מתים או תאי בעלי חיים שנכנסים לגוף דרך המזון נשברים, חומצות גרעין וכך מייצרים פורינים. אלה מומרים לחומצת שתן. תחת פעולתו של קסאנטין אוקסידאז, היפוקסנטין נוצר תחילה, ובשלב נוסף, קסנטין, שהומר לחומצת שתן, יכול להיות מופרש במידה רבה על ידי הכליות. רק חלק קטן מחומצת השתן עוזב את הגוף דרך המעי. אם כמויות גדולות של פורין מצטברות בגוף או אם הפרשה דרך השתן מוגבלת, רמת חומצת השתן דם עולה. אנזים שני המעורב בפירוק הפורין מייצר גם חומצת שתן. זה נקרא xanthine dehydrogenase, משתמש בניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד (NAD), והוא האנזים השולט. לעומת זאת, בקסנטין אוקסידאז יש יחידת משנה פלדין אדנין דינוקלאוטיד (FAD). במקרה של היצע מופחת, למשל בגלל חוסר דם תפוצה, שניהם אנזימים יכולים להמיר אחד את השני. במהלך ההמרה תחת פעולת קסאנטין אוקסידאז, הידרוגנציה חמצן נוצר גם כתוצר לוואי. מימן חמצן אינו כשלעצמו רדיקל, אך בכל זאת הוא חומר תגובתי. לכן, זה הופך במהירות לא מזיק על ידי פעולת אנזימים אחרים (פרוקסידאז, קטלאז) בגוף.

גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

התמוטטות הפורין מתרחשת בעיקר ב כבד. ב רירית של מעי דק, האנזים מעורב גם בשילוב של ברזל לחלבון התחבורה טרנספרין. מחקרים הראו כי האנזים נמצא בתאים הנמצאים בדופן הפנימית של הדם כלי. בהקשר זה, השפעתה על מהלך מחלות לב וכלי דם ועל נזק הנגרם כתוצאה מחמצון לחץ נדון. שיעור האוקסידאז ביחס לדהידרוגנאז כמערכת האנזים האחראית להמרת פורינים לחומצת שתן הוא 20 אחוזים. צורת הקסנטין דהידרוגנאז קיימת בשיעור של 80 אחוז. הפלבין הנמצא בקסנטין אוקסידאז הוא אחד הריבופלבינים, וזהה ל- ויטמין B2. יחידת המשנה של המוליבדן הכלולה בקסנטין אוקסידאז קשורה ל אלופורינול, הדומה מאוד למבנה הפורינים. באופן זה, האנזים מעוכב כמעט לחלוטין. ניתן לקבוע את פעילות האנזים בעקיפין על ידי כמות חומצת השתן שנוצרה.

מחלות והפרעות

במהלך ארוחות עשירות בפורין או במהלך מוות מוגבר של תאים, המתרחש במהלך סרטן תרפיה, למשל, מופעלת תגובת הקסנטין אוקסידאז ונוצרות כמויות גדולות יותר של חומצת שתן. רמת חומצת השתן בדם עולה. אם האנזים מעוכב, חומצת השתן ריכוז בדם פוחת. השפעה זו עומדת בבסיס התרופות ב שגדון מחלה שגדון, הריכוזים הגבוהים של חומצת השתן עוֹפֶרֶת להתגבשות ובכך לאי נוחות ב המפרקים. סמים מכיל אלופורינול הם תכשירים סטנדרטיים לטיפול ב שגדון. בצורה התורשתית של חסר האנזים הפעילות מופחתת על ידי מוטציות. מחלה זו עוברת בתורשה באופן אוטוזומלי באופן רצסיבי. הילד חולה אם שני ההורים נושאים אלל מושפע. פעילות מופחתת של קסאנטין אוקסידאז מתרחשת גם כאשר גורם המוליבדן חסר מכיוון שהוא לא נוצר בגלל פגם. קסנטין והיפוקסנטין מצטברים. רמות קסנטין גבוהות באופן משמעותי בדם והופעת קסנטין בשתן (קסנטינוריה) בולטות בקרב אנשים מושפעים. כאשר קסנתין נחוש לזהות מחסור באנזים, מזונות כגון קָפֶה שעועית, תה, בן זוג או לכלול תפוחי אדמה כמקורות של קסנטין. לעומת זאת, רמות חומצת השתן יורדות. מכיוון שקסנטין אינו מתפרק והוא מסיס בצורה גרועה, הוא עלול ליצור גבישים. ברוב המקרים, מצב הוא ללא תסמינים. אולם אצל אחרים זה יכול עוֹפֶרֶת ל כליה בעיות, דלקות בדרכי השתן או דם בשתן. אם נוצרות אבני קסנטין במקרים קשים, ניתן להפקידן ב כליה רקמות או בדרכי השתן. אנשים מושפעים חייבים להקפיד לעקוב אחר פורין דל דיאטה ולשתות הרבה נוזלים.