אלדהיד אוקסידאז

ה אלדהיד אוקסידאז הוא אנזים המפרק אלדהידים בחוליות. ניתן למצוא אותו ברקמות שונות של יונקים ובני אדם. לא ידוע עדיין מה הפונקציה המדויקת של האלדהיד אוקסידאז.

מה זה אלדהיד אוקסידאז?

אלדהיד אוקסידאז (AOX1) מסייע בפירוק אנזימטי של אלדהידים בגוף. עם זאת, נמצא כי הוא מפרק גם את הניקוטין לקוטין. אטום חמצן מובנה בתוך הניקוטין נטול החמצן ויוצר מבנה אלדהיד.

בשל עובדה זו, האוקסידז אלדהיד חשוב גם למטבוליזם הטריפטופן ובאותה עת גם לביו-טרנספורמציה. זה נמצא בעיקר בציטוזול של תאי הכבד, הלבלב, הריאות, שרירי השלד או תאי השומן. מוליבדן הקופקטור חשוב מאוד לפעילות האנזים. יש רק DNA AOX אחד ב- DNA אנושי שיכול לקודד אנזים תפקודי. מספר גנים של AOX פעילים בחוליות אחרות. אלדהיד אוקסידאז דומה מאוד וקשור לאנזים קסנטין דהידרוגנז.

שני האנזימים יכולים להמיר היפוקסנטין לקסנטין על ידי ספיגת אטום חמצן ומולקולת מים. ההמרה של קסנטין לחומצה אורית, לעומת זאת, מתבצעת רק באמצעות קסנטין הידרוגנאז (קסנטין אוקסידאז). האלדהיד אוקסידאז מורכב מ 1338 חומצות אמינו. מוליב-דופטרין, FAD ו- 2 (2Fe2S) משמשים כקופקטורים ליעילותם. התגובה שכבר מאופיינת בשם מאפיינת את ההמרה של אלדהידים בתוספת חמצן ומים לחומצות קרבוקסיליות ומי חמצן.

פונקציה, אפקט ומשימות

האנזים אלדהיד אוקסידאז מזרז מספר תגובות. לרוב, היא אחראית להמרה של אלדהידים לחומצות קרבוקסיליות בתוספת חמצן ומים. ככלל, אלדהיד אוקסידאז מתווך את תוספת אטום החמצן למצע.

בין היתר, זה מזרז את ההמרה של ניקוטין לקוניטין. לכן, הוא ממלא גם תפקיד מרכזי בביוטרנספורמציה ובמטבוליזם של טריפטופן. מוליבדן נדרש תמיד כקופקטור בתגובות אלה. כחלק מהטרנספורמציה, הוא ממיר קסנווביוטיקה עם קבוצות אלדהיד לחומצות הקרבוקסיליות המתאימות בתגובת השלב הראשון. בתגובת השלב II, חומצה גלוקורונית מחוברת לקבוצות הקרבוקסיל כדי להגביר את מסיסות המים בכדי לשטוף את המולקולה הזרה מהגוף.

מבחינה מבנית וכימית, אלדהיד אוקסידאז קשור קשר הדוק לאנזים ההומולוגי xanthine hydrogenase (xanthine oxidase). עם זאת, לא ידוע מדוע המרת קסנטין לחומצת שתן בתוספת חמצן ומים מנותזת רק על ידי קסנטין אוקסידאז. ההמרה של היפוקסנטין לקסנטין עדיין מנותזת על ידי שני האנזימים. יתר על כן, אלדהיד אוקסידאז אחראי גם לאדיפוגנזה (רבייה של תאי שומן).

זה ממריץ את הפרשת הורמון הרקמה אדיפונקטין. אדיפונקטין, בתורו, מגביר את יעילות האינסולין. בהפטוציטים, אדיפונקטין בתורו מעכב את שחרור האוקסידאז האלדהיד. מחסור באלדהיד אוקסידאז (AOX1) מעכב גם את ייצוא השומנים מהתאים. הפונקציה המדויקת של האלדהיד אוקסידאז עדיין אינה מובנת לחלוטין.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

אלדהיד אוקסידאז נמצא בעיקר בציטופלזמה של תאי הכבד. עם זאת, הוא נמצא גם בתאי שומן, ברקמת הריאה, בשרירי השלד ובבלבלב. פעם זה היה מבולבל עם קסנטין אוקסידאז ההומולוגי.

לשני האנזימים מבנה דומה. עם זאת, לעתים הם מזרזים תגובות שונות. שני האנזימים זקוקים לאותם קופקטורים לצורך תפקודם. אלה מוליב-דופטרין, FAD ו- 2 (2Fe2S). עם זאת, אלדהיד אוקסידאז לא רק משפיל את האלדהידים, אלא גם אחראי על חמצון של תרכובות N-heterocyclic כגון ניקוטין לקוטין.

מחלות והפרעות

יחד עם קסנטין דהידרוגנז (קסנטין אוקסידאז) וסולפיט אוקסידאז, אלדהיד אוקסידאז תלוי במוליבדן הקופקטור. המוליבדן בנוי בתוך מוליבדופטין כאטום מורכב ויוצר את הקופקטור המוליבדן. במקרה של מחסור במוליבדן, שלושת האנזימים הללו מתפקדים בצורה לא טובה.

קסנטין dehydrogenase מזרז את התפלגותו של קסנטין לחומצה אורית. האנזים אלדהיד אוקסידאז מעורב באופן חלקי רק בתהליך זה, למשל כאשר ההיפוקסנטין מתפרק לקסנטין. כאן הוא אפילו מתחרה עם קסנטין אוקסידאז. מכאן שאין חסר מבודד אלדהיד אוקסידאז. עם זאת, אלדהיד אוקסידזה תומך בהתמוטטות של catecholamines. האוקסידז הגופרתי אחראי לפירוק חומצות אמינו המכילות גופרית כמו ציסטאין, טאורין או מתיונין. אם אנזים זה לוקה בחסר, סולפיט כבר לא מומר לסולפט. בגלל מוליבדן הקופקטור, לשלושת האנזימים בדרך כלל יש מחסור משותף.

כמובן, פגמים מבודדים כתוצאה ממוטציות אפשריים לכל אחד מהאנזימים הללו. עם זאת, עד כה לא תוארה שום תמונה קלינית עם מחסור ספציפי באלדהיד אוקסידאז. מחסור במוליבדן הנגרם על ידי תזונה לא מאוזנת הוא נדיר מאוד. עם זאת, הדבר יכול לקרות בתזונה parenteral אשר דלה במוליבדן במשך יותר משישה חודשים. במקרים כאלה שכיחות טכנית, טכיקרדיה, כאב ראש קשה, בחילה, הקאות, חסימת פנים מרכזית או תרדמת. יתר על כן, ישנם אי סבילות לחומצות אמינו מסוימות. ריכוזי סולפיט מוגברים נמצאים בשתן, בעוד שבערכי חומצת השתן נמצאים בדם.

אם חסר המוליבדן נמשך, זה יכול להוביל לבעיות בהתמוטטות חומצות אמינו המכילות גופרית, אלרגיות סולפיטיות, נשירת שיער, רמות נמוכות של חומצת שתן בדם ובעיות פוריות. עם זאת, מרבית התסמינים נובעים ממחסור בסולפיט אוקסידאז ובמחסור קסנטין דהידרוגנז. טכיקרדיה נובעת ככל הנראה מעלייה ברמות האדרנלין או הנוראדרנלין (catecholamines), מכיוון שהתמוטטותן מתעכבת בגלל היעדר אוקסידאז אלדהיד. מחסור במוליבדן יכול להיגרם על ידי תזונה דלה ביותר במוליבדן ובמחלות מעי דלקתיות כמו מחלת קרוהן עם ספיגת מזון.

מחסור קופקטור מוליבדן תורשתי כתוצאה מפגיעה בסינתזה של מוליבדופטין הוא קטלני אם כל שלושת האנזימים נכשלים ללא טיפול.