Hipoksantin gvanin fosforibosil transferaza

Hipoksantin je purinski odklon in pride v vezani obliki kot nukleobaza in v prosti obliki, npr. B. v urinu. Najdemo ga tudi v žlezah in kostnem mozgu. Hipoksantin se kot sredstvo za razkroj adenina oksidira v sečno kislino in ksantin. Manj pogosto tvori osnovno strukturo nukleinskih kislin.

Kaj je hipoksantinska gvaninska fosforibosiltransferaza?

Tetramerni encim nastaja iz hipoksantina in gvanina Hipoksantin gvanin fosforibosil transferaza.

Tetrameri so makromolekule, ki jih sestavljajo štirje podobni gradniki, natančneje monomeri. Encim je eden najpomembnejših v purinski presnovi evkariotov, občutljiv je na spremembe genov in pri ljudeh lahko povzroči odstopanja z genskimi mutacijami, ki se izražajo pri določenih presnovnih boleznih. Taki so z. B. Lesch-Nyhan in Kelley-Seegmiller sindroma.

Funkcija, učinek in naloge

Encim hipoksantin-gvanin-fosforibosiltransferaza poveča presnovo purina in njegovo energijsko učinkovitost.

To temelji na purinskih bazah, ki so nukleinske kisline, ki strukturno izvirajo iz purina. To so ksantin, hipoksantin, adenin in gvanin, ki se prek vodikovih vezi vežejo na druge baze. Takšne vezi močno vplivajo na dvojno vijačnico in razmnoževanje DNK in igrajo vlogo pri biosintezi beljakovin.

Purinske podlage lahko reciklirajo dva encima. Poleg hipoksantinske gvanin fosforibozil-transferaze gre za adeninsko fosforibozil-transferazo. Obe tvorita nukleotid skozi ostanek fosforibozila, ki je v osnovi DNK in RNA osnovni gradnik nukleinskih kislin. Molekula je sestavljena iz sladkorja, baze in fosfata in nadzira vitalne regulativne funkcije v celicah. Med kopičenjem se ATP shrani in zmanjša nastajanje sečne kisline.

Če se purinske podlage reciklirajo, se imenuje pot reševanja. To je splošen izraz za metabolične poti, pri katerih nastaja sinteza biomolekul iz produktov razgradnje. Organizem izvaja svoj lastni postopek recikliranja, pri čemer se približno devetdeset odstotkov purinskih baz ponovno uporabi, deset odstotkov pa jih dejansko izloči. To kaže na učinkovitost recikliranja purinske baze in pomen hipoksantin-gvanin fosforibozil-transferaze.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Če pride do mutacij v genu HPRT, se lahko velikost in aminokisline spremenijo. To je lahko vključitev dodatnih sekvenc DNA ali nukleotidov, kar posledično vodi do nepravilne proizvodnje genskega produkta, ki je kodiran na ustrezni gen, ali celo do izbrisa celotne sekvence. Je z. B. spremeni zaporedje aminokislin, pojavijo se bolezni, kot je protin.

Presnovne bolezni, kot je Lesch-Nyhanov sindrom kot posledica genetske okvare, so še posebej resne. Ta se podeduje na x-vezan recesivni način, kar pomeni, da prizadene predvsem moške, ki imajo samo en X kromosom. Genska okvara je lahko prisotna pri ženskah, vendar se izzove kot bolezen šele, ko sta prizadeta oba X kromosoma, kar je razmeroma redko. Najpogosteje drugi X kromosom kompenzira napako prvega.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in motnje

Sindrom se kaže v pomanjkanju hipoksantinske gvanin-fosforibozil-transferaze. Encim ne nastaja zaradi genetske napake. Zaradi mutacije ter pomanjkanja recikliranja in pretvorbe baz gvanin in hipoksantin nastane kopičenje purinskih baz, ki jih mora telo nabrati in izločiti.

Razčlenitev poteka prek vmesnega izdelka ksantina, ki se pretvori v sečno kislino in izloči preko ledvic. Če je ta postopek omejen, se na območju sklepov tvorijo kristali sečne kisline, ki nato sprožijo več napadov protina. Encim se ne proizvaja več, raven sečne kisline v tkivu in krvi narašča, centralni živčni sistem pa je moten.

Lesch-Nyhan sindrom ob rojstvu ni neposredno viden. Opazen položaj nog in nagnjenost otroka, da se malo giblje in počasneje razvija, lahko opazimo šele po približno desetih mesecih. Sindrom je šibek in hud. Povečano izločanje sečne kisline in lažji napadi protina so blažja oblika, s hudimi simptomi gre za samopoškodovanje, hudo duševno okvaro in agresijo. Samopoškodovanje se pojavi zaradi ugrizov prstov ali ustnic. Ko grizemo v okončine, lahko pogosto opazimo, da prizadeti omejijo avtoagresijo samo na eno roko. Agresivnost pa je pogosto usmerjena proti ljudem, ki so vam blizu, kot so bratje in sestri ali starši.

Za najresnejšo obliko bolezni sta značilna več nevrološka disfunkcija in zelo izrazita nagnjenost k samopoškodovanju. Sindrom se kaže v spastičnosti, distoniji, hipotoniji, koreoatetozi in povečani pripravljenosti na reakcijo na reflekse. Miselne lastnosti in razvoj so močno omejeni. V tem stanju lahko sindrom v posebno drastični meri privede tudi do smrti.

Bolezen se diagnosticira z medicinsko sliko. Izmeri se raven sečne kisline v urinu in krvi ter aktivnost hipoksantin-gvanin fosforibosiltransferaze v tkivu in krvi. Slednje se močno zmanjša in je lahko prisotno tudi prenatalno.

Zdravljenje bolezni je težko. Zdravljenje ni mogoče in brez zdravljenja otrok v prvih letih življenja umre. V nekaterih primerih je treba otroške zobe izvleči kot preventivni ukrep. Drugi terapevtski pristopi vključujejo znižanje ravni sečne kisline z uporabo zdravil, kot je alopurinol, ki deluje kot zaviralec pri protinu. Purinske baze se ne reciklirajo, sečna kislina pa se bolje razgradi. Zdravijo se tudi motnje, okužbe in poškodbe živcev, svetuje pa se posebna prehrana, ki običajno ne vsebuje mesa in vsebuje malo purina.

Prav tako se izvajajo raziskave psihosomatskih stranskih učinkov globoke možganske stimulacije. Medicina upa, da bo to preprečilo agresijo in samopoškodovanje. Kelley-Seegmillerjev sindrom je po drugi strani najlažja oblika pomanjkanja hipoksantin-gvaninske fosforibosiltransferaze. Tudi tukaj nastaja preveč sečne kisline in pojavijo se bolezni zgodnjega protina. Prvi pokazatelji sindroma so oranžni kristali v otrokovi plenici, okužbe sečil in urolitiaza. Protin ali akutni artritis se razvijeta med puberteto.

Duševna nerazvitost in samo-napadi, kot se pojavljajo pri Lesch-Nyhan-sindromu, niso takšni, kvečjemu lahko privedejo do motenj pozornosti. Zgodnje zdravljenje običajno prizadetim omogoča normalno življenjsko dobo.