Aldehid oksidaza

The Aldehid oksidaza je encim, ki razgradi aldehide pri vretenčarjih. Najdemo ga v različnih tkivih sesalcev in ljudi. Natančna funkcija aldehidne oksidaze še ni znana.

Kaj je aldehidna oksidaza?

Aldehidova oksidaza (AOX1) pomaga pri encimskem razpadu aldehidov v telesu. Ugotovljeno pa je bilo, da tudi nikotin razgrajuje v kotin. Atom kisika je vgrajen v nikotin brez kisika, da tvori aldehidno strukturo.

Zaradi tega dejstva je aldehidna oksidaza pomembna tudi za presnovo triptofana in hkrati za biotransformacijo. Najdemo ga predvsem v citosolu jetrnih celic, trebušne slinavke, pljuč, skeletnih mišic ali maščobnih celic. Kofaktor molibden je zelo pomemben za aktivnost encima. V človeški DNK obstaja samo en gen AOX, ki lahko kodira funkcijski encim. V drugih vretenčarjih je aktivnih več genov AOX. Aldehid oksidaza je zelo podobna in povezana z encimom ksantin dehidrogenazo.

Oba encima lahko pretvarjata hipoksantin v ksantin z absorpcijo kisikovega atoma in molekule vode. Pretvorba ksantina v sečno kislino pa poteka le s ksantin hidrogenazo (ksantin oksidaza). Aldehidna oksidaza sestavlja 1338 aminokislin. Molibdopterin, FAD in 2 (2Fe2S) služijo kot kofaktorji za njihovo učinkovitost. Reakcija, ki jo že označuje ime, označuje pretvorbo aldehidov z dodatkom kisika in vode v karboksilne kisline in vodikov peroksid.

Funkcija, učinek in naloge

Encim aldehid oksidaza katalizira več reakcij. Večinoma je odgovoren za pretvorbo aldehida v karboksilne kisline z dodatkom kisika in vode. Na splošno aldehidna oksidaza posreduje dodajanje kisikovega atoma v substrat.

Med drugim katalizira tudi pretvorbo nikotina v konin. Zato ima tudi pomembno vlogo pri biotransformaciji in presnovi triptofana. Molibden je pri teh reakcijah vedno potreben kot kofaktor. Kot del biotransformacije pretvori ksenobiotike z aldehidnimi skupinami v ustrezne karboksilne kisline v reakciji faze I. V reakciji faze II se glukuronska kislina veže na karboksilne skupine, da se poveča topnost v vodi, da se tuja molekula izplavi iz telesa.

Strukturno in kemijsko je aldehidna oksidaza tesno povezana s homolognim encimom ksantin hidrogenazo (ksantin oksidaza). Ni pa znano, zakaj pretvorbo ksantina v sečno kislino z dodatkom kisika in vode katalizira samo ksantin oksidaza. Oba encima še vedno katalizirata pretvorbo hipoksantina v ksantin. Poleg tega je aldehidna oksidaza odgovorna tudi za adipogenezo (razmnoževanje maščobnih celic).

Spodbuja izločanje tkivnega hormona adiponektin. Adiponektin povečuje učinkovitost inzulina. V hepatocitih adiponektin zavira sproščanje aldehidne oksidaze. Pomanjkanje aldehidne oksidaze (AOX1) tudi zavira izvoz lipidov iz celic. Natančna funkcija aldehidne oksidaze še ni popolnoma razjasnjena.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Aldehid oksidaza se nahaja predvsem v citoplazmi jetrnih celic. Vendar pa ga najdemo tudi v maščobnih celicah, pljučnem tkivu, skeletnih mišicah in trebušni slinavki. Včasih so ga mešali s homologno ksantin oksidazo.

Oba encima imata podobno strukturo. Vendar včasih katalizirajo različne reakcije. Oba encima za svojo delovanje potrebujeta enake kofaktorje. To so molibdopterin, FAD in 2 (2Fe2S). Vendar aldehidna oksidaza ne samo razgradi aldehide, ampak je tudi odgovorna za oksidacijo N-heterocikličnih spojin, kot je nikotin, do kotinina.

Bolezni in motnje

Skupaj z ksantin dehidrogenazo (ksantin oksidaza) in sulfit oksidazo je aldehidna oksidaza odvisna od molibdena kofaktorja. Molibden je vgrajen v molibdopterin kot zapleten atom in tvori kofaktor molibdena. V primeru pomanjkanja molibdena ti trije encimi delujejo slabo.

Ksantin dehidrogenaza katalizira razpad ksantina v sečno kislino. Encim aldehid oksidaza je le delno vključen v ta postopek, na primer, ko se hipoksantin razgradi na ksantin. Tu celo konkurira ksantin oksidazi. Zato ni izoliranega pomanjkanja aldehidne oksidaze. Vendar aldehidna oksidaza podpira razgradnjo kateholaminov. Sulfit oksidaza je odgovorna za razgradnjo aminokislin, ki vsebujejo žveplo, kot so cistein, tavrin ali metionin. Če ta encim primanjkuje, se sulfit ne pretvori več v sulfat. Zaradi molibdena kofaktorja imajo trije encimi običajno pomanjkanje.

Seveda so za vsak od teh encimov možne izolirane napake zaradi mutacij. Vendar doslej ni bila opisana nobena klinična slika s specifičnim pomanjkanjem aldehid oksidaze. Pomanjkanje molibdena, ki ga povzroča neuravnotežena prehrana, je zelo redko. To pa se lahko zgodi s parenteralno prehrano, ki ima molibden več kot šest mesecev. V takih primerih so pogoste tahipne, tahikardija, močan glavobol, slabost, bruhanje, osrednja obrazna obstrukcija ali koma. Poleg tega obstajajo intolerance na nekatere aminokisline. Zvišane koncentracije sulfita najdemo v urinu, medtem ko znižane vrednosti sečne kisline najdemo v krvi.

Če pomanjkanje molibdena še vedno traja, lahko to povzroči težave z razgradnjo aminokislin, ki vsebujejo žveplo, alergije na sulfite, izgubo las, nizko raven sečne kisline v krvi in ​​težave s plodnostjo. Večina simptomov pa je posledica pomanjkanja sulfit oksidaze in ksantin dehidrogenaze. Tahikardija je verjetno posledica povečane ravni adrenalina ali noradrenalina (kateholaminov), saj njihov razpad zamuja zaradi pomanjkanja aldehidne oksidaze. Pomanjkanje molibdena lahko povzroči dieta, ki ima molibden izredno malo in vnetne črevesne bolezni, kot je Crohnova bolezen z malabsorpcijo hrane.

Dedno pomanjkanje kofaktorja molibdena zaradi motene sinteze molibdopterina je smrtno, če vsi trije encimi ne uspejo brez zdravljenja.