אלדהיד אוקסידאז: פונקציה ומחלות

אלדהיד אוקסידאז מייצג אנזים שמתכלה אלדהידים אצל בעלי חוליות. הוא נמצא ברקמות שונות של יונקים ובני אדם. הפונקציה המדויקת של אלדהיד אוקסידאז עדיין לא ידועה.

מהו אלדהיד אוקסידאז?

אלדהיד אוקסידאז (AOX1) מסייע בפירוק אנזימטי של אלדהידים בתוך הגוף. עם זאת, נמצא שהוא גם מתקלקל ניקוטין לקוטינין. בתהליך זה, an חמצן אטום משולב בחסר החמצן ניקוטין ליצירת מבנה אלדהיד. בשל עובדה זו, אלדהיד אוקסידאז חשוב גם עבור טריפטופן מטבוליזם ובאותה עת לביו-טרנספורמציה. הוא נמצא בעיקר בציטוזול של כבד תאים, לבלב, ריאות, תאי שריר שלד או תאי שומן. לפעילות האנזים, הקופקטור מוליבדן חשוב מאוד. ב- DNA אנושי, יש AOX אחד בלבד גֵן שיכול לקודד אנזים פונקציונלי. בחולייתנים אחרים, כמה גנים של AOX פעילים. אלדהיד אוקסידאז דומה מאוד וקשור לאנזים קסנטין דהידרוגנאז. שניהם אנזימים ניתן להשתמש בה כדי להמיר היפוקסנטין לקסנטין עם הכללה של חמצן אטום ו מַיִם מולקולה. עם זאת, ההמרה של קסנטין ל- חומצת שתן מתבצע רק על ידי קסאנטין הידרוגנאז (קסנטין אוקסידאז). אלדהיד אוקסידאז מורכב מ 1338 חומצות אמינו. Molybdopterin, FAD ו- 2 (2Fe2S) משמשים כמפקדים ליעילותו. התגובה, שכבר מאופיינת בשמה, מסמנת את המרתו של אלדהידים ל חומצות קרבוקסיליות ו הידרוגנציה חמצן בתוספת חמצן ו מַיִם.

פונקציה, פעולה ומשימות

האנזים אלדהיד אוקסידאז מזרז כמה תגובות. במידה רבה, היא אחראית להמרת אלדהידים ל- חומצות קרבוקסיליות בתוספת חמצן ו מַיִם. באופן כללי, אלדהיד אוקסידאז מתווך תוספת של אטום חמצן למצע. בין היתר זה גם מזרז את ההמרה של ניקוטין לקוניטין. לכן, זה גם ממלא תפקיד מרכזי בביו-טרנספורמציה וב- טריפטופן חילוף חומרים. בתגובות אלה, מוליבדן תמיד נחוץ כגורם גורם. בביו-טרנספורמציה, הוא ממיר קסנוביוטיקה עם קבוצות אלדהיד לקבוצת המקבילה חומצות קרבוקסיליות בשלב I התגובה. חומצה גלוקורונית מתווספת לקבוצות הקרבוקסיל בתגובת שלב II כדי להגביר את המסיסות במים ולשטוף את המולקולה הזרה מחוץ לגוף. מבנית וכימית, אוקסידאז אלדהיד קשור קשר הדוק לאנזים הומולוגי קסנטין הידרוגנאז (קסנטין אוקסידאז). עם זאת, מדוע ההמרה של קסנטין ל- חומצת שתן עם תוספת חמצן ומים מזרזים רק על ידי קסנטין אוקסידאז אינו ידוע. ההמרה של היפוקסנטין לקסנטין עדיין מזרזת על ידי שניהם אנזימים. יתר על כן, אלדהיד אוקסידאז אחראי גם על אדיפוגנזה (ריבוי תאי שומן). בתהליך זה הוא מגרה את שחרורו של הורמון הרקמה אדיפונקטין. אדיפונקטין מגביר בתורו את היעילות של אינסולין. בהפטוציטים, אדיפונקטין בתורו מעכב את שחרורו של אלדהיד אוקסידאז. מחסור באלדהיד אוקסידאז (AOX1) גם מעכב את ייצוא השומנים מהתאים. הפונקציה המדויקת של אלדהיד אוקסידאז אינה מובנת במלואה.

גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות

אלדהיד אוקסידאז נמצא בעיקר בציטופלזמה של כבד תאים. עם זאת, הוא נמצא גם בתאי שומן, ריאות רקמות, שרירי השלד והלבלב. פעם זה היה מבולבל עם קסאנטין אוקסידאז הומולוגי. למרות ששניהם אנזימים דומים מבנית. עם זאת, הם מזרזים תגובות שונות חלקית. עם זאת, שני האנזימים דורשים את אותם גורמי הפונקציה לתפקודם. אלה הם מוליבדופטרין, FAD ו- 2 (2Fe2S). עם זאת, אלדהיד אוקסידאז לא רק משפיל אלדהידים אלא גם אחראי על חמצון של תרכובות N-heterocyclic כגון ניקוטין לקוטינין.

מחלות והפרעות

יחד עם xanthine dehydrogenase (xanthine oxidase) ו- sulfite oxidase, אלדהיד אוקסידאז תלוי במוליבדן הקופקטור. המוליבדן משולב כאטום מורכב במוליבטרופין ויוצר גורם המוליבדן. מחסור במוליבדן גורם לתפקוד לקוי של שלושת האנזימים הללו. Xanthine dehydrogenase מזרז את פירוק ה xanthine ל- חומצת שתן. האנזים אלדהיד אוקסידאז מעורב רק באופן חלקי בתהליך זה, למשל בפירוק של היפוקסנטין לקסנטין. כאן זה אפילו מתחרה עם קסאנטין אוקסידאז. לכן, אין מחסור באלדהיד אוקסידאז מבודד. עם זאת, אלדהיד אוקסידאז תומך בהשפלה של קטכולאמינים.סולפיט אוקסידאז אחראי על ההשפלה של גופרית-מֵכִיל חומצות אמינו כמו ציסטאין, טאורין or מתיונין. אם לאנזים זה חסר, הסולפיט כבר לא הופך לגופרתי. בשל מוליבדן הקופקטור, שלושת האנזימים בדרך כלל לוקים במחסור משותף. כמובן, פגמים בודדים הנובעים ממוטציות אפשריים לכל אחד מהאנזימים הללו. עם זאת, לא תוארה עד כה שום תמונה קלינית עם מחסור ספציפי באלדהיד אוקסידאז. מחסור במוליבדן הנגרם על ידי חוסר איזון דיאטה הוא שוב נדיר מאוד. עם זאת, זה יכול להתרחש עם יותר משישה חודשים של חסר במוליבדן תזונה פרנטרלית. במקרים כאלה, טכיפניה, טכיקרדיה, קשה כְּאֵב רֹאשׁ, בחילה, הקאה, ליקויי פנים מרכזיים, או תרדמת לעיתים קרובות מתרחשים. יתר על כן, חוסר סובלנות לוודאי חומצות אמינו מתרחשת. ריכוזים מוגברים של סולפיט נמצאים בשתן, ואילו ירידה ברמות חומצת השתן מתרחשת ב דם. אם המחסור במוליבדן נמשך זמן רב, יתכנו בעיות בפירוק גופרית-אמינו המכיל חומצות, אלרגיות לגופרית, אובדן שיער, רמות נמוכות של חומצת שתן ב דםובעיות פוריות. עם זאת, מרבית הסימפטומים נובעים ממחסור בסולפיט אוקסידאז וקסנטין דהידרוגנאז. טכיקרדיה נובע ככל הנראה מרמות מוגברות של אפינפרין או נוראפינפרין (קטכולאמינים), מכיוון שהתמוטטותם מתעכבת על ידי מחסור באלדהיד אוקסידאז. מחסור במוליבדן יכול להיגרם על ידי דיאטות מוליבדן נמוכות במיוחד ומחלות מעי דלקתיות כגון מחלת קרוהן עם ספיגה לא טובה של מזון. מחסור בקופקטור מוליבדן תורשתי עקב סינתזה לקויה של מוליבדופרין הוא קטלני בגלל כישלון מוחלט של כל שלושת האנזימים ללא טיפול.