Hypoxanthine-guanine Phosphoribosyltransferase: פונקציה ומחלות

היפוקסנטין הוא שופע פורין ונמצא בצורה קשורה כנוקלאובז ובצורה חופשית, כמו למשל בשתן. זה קיים באותה מידה בבלוטות מח עצם. כתוצר דימניציה של אדנין, היפוקסנטין מחומצן ל חומצת שתן וקסנטין. פחות נפוץ, הוא מהווה עמוד שדרה של חומצות גרעין.

מהו hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase?

היפוקסנטין וגואנין מולידים את האנזים הטטרמרי hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase. בהקשר זה, טטרמרים הם מקרומולקולות המורכבות מארבע אבני בניין דומות, או ליתר דיוק מונומרים. האנזים הוא אחד החשובים בחילוף החומרים של הפורין של האאוקריוטים, מגיב ברגישות אליו גֵן שינויים ובבני אדם יכולים לגרום לסטיות באמצעות מוטציה גנטית, המתבטאת במחלות מטבוליות מסוימות. כאלה הם, למשל, תסמונות שלש-ניהאן וקלי-סיגמילר.

פונקציה, אפקטים ותפקידים

האנזים hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase מגביר את חילוף החומרים של הפורין ואת העוצמה האנרגטית שלו. זה מבוסס על purine בסיסים, שהם חומצות גרעין מבנית שמקורו בפורין. כאלה הם קסנטין, היפוקסנטין, אדנין וגואנין, הנצמדים לאחרים בסיסים by הידרוגנציה קשרים. לקשרים כאלה יש השפעה רבה על סליל כפול של DNA ועל שכפול ומשחקים תפקיד בביוסינתזה של חלבונים. פורין בסיסים ניתן למחזר על ידי שניים אנזימים. בנוסף ל- hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase, זהו adenine phosphoribosyltransferase. שניהם יוצרים נוקלאוטיד באמצעות שאריות פוספוריבוזיל, שבתורו מהווה אבן בניין בסיסית של חומצות גרעין גם ב- DNA וגם ב- RNA. המולקולה מורכבת מ סוכר, בסיס ו פוספט ומווסת פונקציות חיוניות בתאים. במהלך ההרכבה ATP נשמר ו חומצת שתן היווצרות מצטמצמת. כאשר ממחזרים בסיסי פורין, מכנים אותו מסלול ההצלה. זהו מונח כללי למסלולים מטבוליים בהם סינתזת הביו-מולקולה נובעת ממוצרי השפלה. כאן, האורגניזם מבצע מיחזור אנדוגני, כאשר כתשעים אחוזים מבסיסי הפורין ממוחזרים ועשרה אחוזים מופרשים בפועל. זה מדגים את היעילות של מיחזור בסיס purine ואת החשיבות של hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase.

גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות

אם מתרחשות כעת מוטציות ב- HPRT גֵן, הגודל ו חומצות אמינו עשוי להשתנות. זה יכול להיות החדרת רצפי DNA נוספים או נוקלאוטידים, מה שמוביל בתורו לייצור שגוי של ה- DNA גֵן מוצר המקודד על הגן המדובר, או אפילו מחיקת כל הרצף. לדוגמא, אם משתנה רצף חומצות האמינו, מחלות כגון שגדון יגרום. מחלות מטבוליות כמו תסמונת לש-ניהאן חמורות במיוחד כתוצאה ממום גנטי. זה עובר בירושה בצורה רצסיבית מקושרת ל- x, מה שאומר שזה משפיע בעיקר על גברים שיש להם רק כרומוזום X אחד. אצל נשים, הפגם הגנטי עשוי להיות קיים, אך מתפרץ רק כמחלה אם שניהם X הכרומוזומים מושפעים, וזה נדיר יחסית. ברוב המקרים, כרומוזום ה- X השני מפצה על הפגם בראשון.

מחלות והפרעות

התסמונת מתבטאת במחסור של היפוקסנטין-גואנין פוספוריבוסילטרנספרז. בשל הפגם הגנטי, האנזים אינו מיוצר. בשל המוטציה והיעדר מיחזור והסבה של הבסיסים גואנין והיפוקסנטין, מתרחשת הצטברות של בסיסי פורין, אותם צריך לבנות יותר ולהפריש על ידי הגוף. ההתמוטטות מתרחשת באמצעות מוצר הביניים קסנטין, המומר חומצת שתן ומופרש דרך הכליות. אם תהליך זה מוגבל, נוצרים גבישים של חומצת שתן באזור ה המפרקים, שמפעילים אז התקפות מוגברות של שגדון. האנזים כבר לא מיוצר, רמת חומצת השתן ברקמות ו דם עולה, והמרכזי מערכת העצבים מופרע. בלידה, תסמונת לש-ניהאן אינה נראית ישירות. רק אחרי כעשרה חודשים בולט לעין רגל ניתן לזהות את המיקום ואת נטייתו של הילד לנוע מעט ולהתפתח לאט יותר מבחינה נפשית. התסמונת מתבטאת בביטויים קלים וקשים. הפרשת חומצת השתן מוגברת ומתונה שגדון התקפות הן הצורה הקלה יותר; בביטויים קשים מתרחשת פגיעה עצמית, ליקוי נפשי חמור ותוקפנות. פגיעה עצמית מתרחשת באמצעות אצבע or שפה במקרה של עקיצות בגפיים, לעיתים קרובות נצפה כי האנשים הנגועים מגבילים את התוקפנות האוטומטית שלהם ליד אחת בלבד. התוקפנות, מצידה, מופנית לעתים קרובות במיוחד כלפי אנשים קרובים כמו אחים או הורים. הביטוי החמור ביותר של המחלה מאופיין בתפקודים עצביים מרובים ונטייה בולטת מאוד למום עצמי. התסמונת מתבטאת כ ספסטיות, דיסטוניה, היפוטוניה, כוריאואטוזיס, רפלקסיביות מוגברת. מאפיינים נפשיים והתפתחות נפגעים קשות. במידה דרסטית במיוחד, התסמונת יכולה גם עוֹפֶרֶת למוות בזה מצב. המחלה מאובחנת על ידי תמונה רפואית. רמת חומצת השתן בשתן ו דם נמדד, כמו גם את הפעילות של היפוקסנטין-גואנין פוספוריבוזילטרנספרז ברקמות ובדם. האחרון מצטמצם מאוד ועשוי להיות נוכח לפני הלידה. תרפים של המחלה קשה. אין תרופה וללא טיפול הילד ימות בשנים הראשונות לחייו. במקרים מסוימים, שיני חלב יש לחלץ אותם כאמצעי מניעה. גישות טיפוליות אחרות כוללות הורדת רמות חומצת השתן עם תרופות כמו אלופורינול, הפועל כמעכב צנית. למרות שזה לא ממחזר את בסיסי הפורין, זה כן משפר את פירוק חומצת השתן. כמו כן, ההפרעות בהתאמה, זיהומים ו נזק עצבי מטופלים ומיוחדים דיאטה מומלץ, שלרוב נמנע מבשר והוא דל בפורין. המחקר נעשה גם בתחום הנלווים הפסיכוסומטיים דרך עמוק מוֹחַ גְרִיָה. הרפואה מקווה שהדבר ימנע תוקפנות ומום עצמי. תסמונת קלי-סיגמילר, בתורו, היא הצורה הקלה ביותר של מחסור ב- hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase. גם כאן מייצרים יותר מדי חומצת שתן, מה שמוביל לצנית מוקדמת. הסימנים הראשונים לתסמונת הם גבישים כתומים בחיתול של הילד, דלקות בדרכי השתן ואורוליתיאזיס. במהלך גיל ההתבגרות, צנית או חריפה דלקת פרקים ואז מתפתח. התפתחות נפשית והתקפות עצמיות, כפי שנראות בתסמונת לש-ניהאן, אינן המקרה; לכל היותר עלולים להתרחש ליקויי קשב. טיפול מוקדם בדרך כלל מאפשר לאנשים שנפגעו לחיות תוחלת חיים רגילה.