Алдехид оксидаза

Най- Алдехид оксидаза е ензим, който разгражда алдехидите в гръбначните животни. Може да се намери в различни тъкани на бозайници и хора. Точната функция на алдехидната оксидаза все още не е известна.

Какво е алдехид оксидаза?

Алдехид оксидазата (AOX1) помага при ензимното разграждане на алдехидите в организма. Установено е обаче, че той също разгражда никотина на котинин. Кислородният атом е вграден в никотина без кислород, за да образува алдехидна структура.

Поради този факт, алдехидната оксидаза също е важна за метаболизма на триптофана и в същото време за биотрансформацията. Той се намира главно в цитозола на чернодробните клетки, панкреаса, белите дробове, скелетните мускули или мастните клетки. Кофакторът молибден е много важен за активността на ензима. В човешката ДНК има само един AOX ген, който може да кодира функционален ензим. Няколко AOX гена са активни при други гръбначни животни. Алдехид оксидазата е много подобна и свързана с ензима ксантин дехидрогеназа.

И двата ензима могат да преобразуват хипоксантин в ксантин чрез абсорбиране на кислороден атом и водна молекула. Превръщането на ксантин в пикочна киселина обаче се осъществява само чрез ксантин хидрогеназа (ксантин оксидаза). Алдехидната оксидаза се състои от 1338 аминокиселини. Молибдоптерин, FAD и 2 (2Fe2S) служат като кофактори за тяхната ефективност. Реакцията, която вече се характеризира с името, характеризира превръщането на алдехиди с добавяне на кислород и вода към карбоксилни киселини и водороден пероксид.

Функция, ефект и задачи

Ензимът алдехид оксидаза катализира няколко реакции. В по-голямата си част той е отговорен за превръщането на алдехидите във карбоксилни киселини с добавяне на кислород и вода. Като цяло алдехид оксидазата медиира добавянето на кислороден атом към субстрата.

Освен всичко друго, той също катализира превръщането на никотина в контитин. Следователно той също играе основна роля в биотрансформацията и метаболизма на триптофана. Молибденът винаги се изисква като кофактор при тези реакции. Като част от биотрансформацията, той превръща ксенобиотици с алдехидни групи в съответните карбоксилни киселини във фаза I реакция. Във фаза II реакция, глюкуронова киселина се прикрепя към карбоксилните групи, за да се увеличи разтворимостта на вода, за да се отдели чуждата молекула от тялото.

Структурно и химично алдехидната оксидаза е тясно свързана с хомоложния ензим ксантин хидрогеназа (ксантин оксидаза). Не е известно обаче превръщането на ксантин в пикочна киселина с добавяне на кислород и вода се катализира само от ксантин оксидаза. Превръщането на хипоксантин в ксантин все още се катализира от двата ензима. Освен това, алдехид оксидазата е отговорна и за адипогенезата (възпроизвеждането на мастните клетки).

Той стимулира секрецията на тъканния хормон адипонектин. Адипонектинът от своя страна повишава ефективността на инсулина. В хепатоцитите адипонектинът от своя страна инхибира отделянето на алдехид оксидаза. Недостигът на алдехидна оксидаза (AOX1) също инхибира износа на липиди от клетките. Точната функция на алдехидната оксидаза все още не е напълно изяснена.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Алдехид оксидазата се намира главно в цитоплазмата на чернодробните клетки. Той обаче се намира и в мастните клетки, белодробната тъкан, скелетните мускули и панкреаса. Той се бъркаше с хомоложната ксантинова оксидаза.

И двата ензима имат сходна структура. Те обаче понякога катализират различни реакции. И двата ензима се нуждаят от едни и същи кофактори за своята функция. Това са молибдоптерин, FAD и 2 (2Fe2S). Въпреки това, алдехидната оксидаза не само разгражда алдехидите, но също така е отговорна за окисляването на N-хетероцикличните съединения като никотин до котинин.

Болести и разстройства

Заедно с ксантин дехидрогеназа (ксантин оксидаза) и сулфитна оксидаза, алдехид оксидазата зависи от кофакторния молибден. Молибденът е вграден в молибдоптерин като сложен атом и образува кофактор на молибдена. В случай на недостиг на молибден тези три ензима функционират слабо.

Ксантин дехидрогеназата катализира разграждането на ксантин в пикочна киселина. Ензимната алдехидна оксидаза участва само частично в този процес, например когато хипоксантинът се разгражда на ксантин. Тук дори се конкурира с ксантин оксидаза. Следователно няма изолиран дефицит на алдехид оксидаза. Въпреки това, алдехид оксидазата подкрепя разграждането на катехоламините. Сулфит-оксидазата е отговорна за разграждането на съдържащи сяра аминокиселини като цистеин, таурин или метионин. Ако този ензим има дефицит, сулфитът вече не се превръща в сулфат. Поради молибдена на кофактора, трите ензима обикновено имат общ дефицит.

Разбира се, изолирани дефекти поради мутации са възможни за всеки от тези ензими. Засега обаче не е описана клинична картина със специфичен дефицит на алдехид оксидаза. Дефицитът на молибден, предизвикан от небалансирана диета, е много рядък. Това обаче може да се случи с парентерално хранене с ниско съдържание на молибден за повече от шест месеца. В такива случаи са често срещани тахипнея, тахикардия, силно главоболие, гадене, повръщане, централна лицева обструкция или кома. Освен това има непоносимост към определени аминокиселини. Повишените концентрации на сулфит се намират в урината, докато намалените стойности на пикочната киселина се намират в кръвта.

Ако дефицитът на молибден продължава, това може да доведе до проблеми с разграждането на съдържащи сяра аминокиселини, сулфитни алергии, косопад, ниски нива на пикочна киселина в кръвта и проблеми с плодовитостта. Повечето от симптомите обаче се дължат на дефицита на сулфит-оксидаза и ксантин дехидрогеназа. Тахикардията вероятно се дължи на повишени нива на адреналин или норадреналин (катехоламини), тъй като тяхното разграждане се забавя от липсата на алдехидна оксидаза. Недостигът на молибден може да бъде причинен от диета, която е изключително ниска в молибден и при възпалителни заболявания на червата, като болест на Крон с малабсорбция на храна.

Наследственият дефицит на кофактор на молибден поради нарушен синтез на молибдоптерин е фатален, ако и трите ензима се провалят без лечение.