Οξειδάση αλδεϋδης

ο Οξειδάση αλδεϋδης είναι ένα ένζυμο που διασπά τις αλδεϋδες στα σπονδυλωτά. Μπορεί να βρεθεί σε διαφορετικούς ιστούς θηλαστικών και ανθρώπων. Η ακριβής λειτουργία της οξειδάσης αλδεΰδης δεν είναι ακόμη γνωστή.

Τι είναι η οξειδάση αλδεΰδης;

Η αλδεϋδη οξειδάση (AOX1) βοηθά στην ενζυματική διάσπαση των αλδεϋδών στο σώμα. Ωστόσο, διαπιστώθηκε ότι διασπά επίσης τη νικοτίνη σε κοτινίνη. Ένα άτομο οξυγόνου ενσωματώνεται στη νικοτίνη χωρίς οξυγόνο για να σχηματίσει μια δομή αλδεΰδης.

Λόγω αυτού του γεγονότος, η οξειδάση της αλδεϋδης είναι επίσης σημαντική για το μεταβολισμό της τρυπτοφάνης και ταυτόχρονα για τη βιομετατροπή. Βρίσκεται κυρίως στο κυτοσόλιο των ηπατικών κυττάρων, του παγκρέατος, των πνευμόνων, των σκελετικών μυών ή των λιποκυττάρων. Το συμπαράγοντα μολυβδαίνιο είναι πολύ σημαντικό για τη δραστικότητα του ενζύμου. Υπάρχει μόνο ένα γονίδιο AOX στο ανθρώπινο DNA που μπορεί να κωδικοποιήσει ένα λειτουργικό ένζυμο. Αρκετά γονίδια AOX είναι ενεργά σε άλλα σπονδυλωτά. Η οξειδάση αλδεϋδης είναι πολύ παρόμοια και σχετίζεται με το ένζυμο αφυδρογονάση ξανθίνης.

Και τα δύο ένζυμα μπορούν να μετατρέψουν την υποξανθίνη σε ξανθίνη απορροφώντας ένα άτομο οξυγόνου και ένα μόριο νερού. Ωστόσο, η μετατροπή της ξανθίνης σε ουρικό οξύ πραγματοποιείται μόνο μέσω της υδρογονάσης ξανθίνης (οξειδάση ξανθίνης). Η οξειδάση αλδεΰδης αποτελείται από 1338 αμινοξέα. Οι μολυβδοπτερίνες, FAD και 2 (2Fe2S) χρησιμεύουν ως συμπαράγοντες για την αποτελεσματικότητά τους. Η αντίδραση που ήδη χαρακτηρίζεται από το όνομα χαρακτηρίζει τη μετατροπή αλδεϋδών με την προσθήκη οξυγόνου και νερού σε καρβοξυλικά οξέα και υπεροξείδιο του υδρογόνου.

Λειτουργία, εφέ & εργασίες

Το ένζυμο αλδεΰδη οξειδάση καταλύει πολλές αντιδράσεις. Ως επί το πλείστον, είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή των αλδεϋδών σε καρβοξυλικά οξέα με την προσθήκη οξυγόνου και νερού. Γενικά, η οξειδάση αλδεϋδης μεσολαβεί στην προσθήκη ατόμου οξυγόνου σε ένα υπόστρωμα.

Μεταξύ άλλων, καταλύει επίσης τη μετατροπή της νικοτίνης σε κοντίνη. Επομένως, παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη βιομετατροπή και στο μεταβολισμό τρυπτοφάνης. Το μολυβδαίνιο απαιτείται πάντα ως συμπαράγοντας σε αυτές τις αντιδράσεις. Ως μέρος του βιομετασχηματισμού, μετατρέπει τα ξενοβιοτικά με τις ομάδες αλδεϋδης στα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα στην αντίδραση φάσης Ι. Στην αντίδραση φάσης II, το γλυκουρονικό οξύ συνδέεται με τις καρβοξυλικές ομάδες για να αυξήσει τη διαλυτότητα στο νερό προκειμένου να ξεπλυθεί το ξένο μόριο από το σώμα.

Δομικά και χημικά, η οξειδάση αλδεΰδης σχετίζεται στενά με το ομόλογο ένζυμο υδρογονάση ξανθίνης (οξειδάση ξανθίνης). Ωστόσο, δεν είναι γνωστό γιατί η μετατροπή της ξανθίνης σε ουρικό οξύ με την προσθήκη οξυγόνου και νερού καταλύεται μόνο από την οξειδάση ξανθίνης. Η μετατροπή της υποξανθίνης σε ξανθίνη εξακολουθεί να καταλύεται και από τα δύο ένζυμα. Επιπλέον, η οξειδάση αλδεΰδης είναι επίσης υπεύθυνη για την λιπογένεση (αναπαραγωγή λιποκυττάρων).

Διεγείρει την έκκριση της ορμόνης ιστού αδιπονεκτίνη. Η αδιπονεκτίνη, με τη σειρά της, αυξάνει την αποτελεσματικότητα της ινσουλίνης. Στα ηπατοκύτταρα, η αδιπονεκτίνη με τη σειρά της αναστέλλει την απελευθέρωση της οξειδάσης αλδεϋδης. Η ανεπάρκεια της αλδεϋδικής οξειδάσης (ΑΟΧ1) αναστέλλει επίσης την εξαγωγή λιπιδίων από τα κύτταρα. Η ακριβής λειτουργία της οξειδάσης αλδεΰδης δεν έχει ακόμη κατανοηθεί πλήρως.

Εκπαίδευση, εμφάνιση, ιδιότητες και βέλτιστες τιμές

Η αλδεΰδη οξειδάση βρίσκεται κυρίως στο κυτταρόπλασμα των ηπατικών κυττάρων. Ωστόσο, βρίσκεται επίσης σε λιπώδη κύτταρα, πνευμονικούς ιστούς, σκελετικούς μύες και στο πάγκρεας. Συνήθιζε να συγχέεται με την ομόλογη οξειδάση ξανθίνης.

Και τα δύο ένζυμα έχουν παρόμοια δομή. Ωστόσο, μερικές φορές καταλύουν διαφορετικές αντιδράσεις. Και τα δύο ένζυμα χρειάζονται τους ίδιους συμπαράγοντες για τη λειτουργία τους. Αυτές είναι μολυβδοπτερίνη, FAD και 2 (2Fe2S). Ωστόσο, η οξειδάση αλδεϋδης όχι μόνο αποικοδομεί τις αλδεϋδες, αλλά είναι επίσης υπεύθυνη για την οξείδωση των Ν-ετεροκυκλικών ενώσεων όπως η νικοτίνη στην κοτινίνη.

Ασθένειες & Διαταραχές

Μαζί με την αφυδρογονάση ξανθίνης (οξειδάση ξανθίνης) και την οξειδάση θειώδους, η οξειδάση αλδεϋδης εξαρτάται από το συμπαράγοντα μολυβδαίνιο. Το μολυβδαίνιο είναι ενσωματωμένο σε μια μολυβδοπτερίνη ως ένα πολύπλοκο άτομο και σχηματίζει τον συμπαράγοντα του μολυβδαινίου. Στην περίπτωση ανεπάρκειας μολυβδαινίου, αυτά τα τρία ένζυμα λειτουργούν άσχημα.

Η αφυδρογονάση της ξανθίνης καταλύει τη διάσπαση της ξανθίνης σε ουρικό οξύ. Το ένζυμο αλδεΰδη οξειδάση εμπλέκεται μόνο εν μέρει σε αυτή τη διαδικασία, για παράδειγμα όταν η υποξανθίνη διασπάται σε ξανθίνη. Εδώ ανταγωνίζεται ακόμη και την οξειδάση ξανθίνης. Επομένως δεν υπάρχει μεμονωμένη ανεπάρκεια οξειδάσης αλδεΰδης. Ωστόσο, η οξειδάση αλδεϋδης υποστηρίζει τη διάσπαση των κατεχολαμινών. Η θειική οξειδάση είναι υπεύθυνη για τη διάσπαση των αμινοξέων που περιέχουν θείο όπως η κυστεΐνη, η ταυρίνη ή η μεθειονίνη. Εάν αυτό το ένζυμο είναι ανεπαρκές, το θειώδες δεν μετατρέπεται πλέον σε θειικό. Λόγω του συμπαράγοντος μολυβδαινίου, τα τρία ένζυμα έχουν συνήθως μια κοινή ανεπάρκεια.

Φυσικά, μεμονωμένα ελαττώματα λόγω μεταλλάξεων είναι πιθανά για καθένα από αυτά τα ένζυμα. Ωστόσο, μέχρι στιγμής δεν έχει περιγραφεί κλινική εικόνα με συγκεκριμένη ανεπάρκεια οξειδάσης αλδεΰδης. Μια ανεπάρκεια μολυβδαινίου που προκαλείται από μια μη ισορροπημένη διατροφή είναι πολύ σπάνια. Ωστόσο, αυτό μπορεί να συμβεί με παρεντερική διατροφή με χαμηλή περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο για περισσότερο από έξι μήνες. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ταχυπνία, ταχυκαρδία, σοβαρός πονοκέφαλος, ναυτία, έμετος, απόφραξη του κεντρικού προσώπου ή κώμα. Επιπλέον, υπάρχουν δυσανεξίες σε ορισμένα αμινοξέα. Αυξημένες συγκεντρώσεις θειώδους άλατος βρίσκονται στα ούρα, ενώ μειωμένες τιμές ουρικού οξέος βρίσκονται στο αίμα.

Εάν η ανεπάρκεια του μολυβδαινίου επιμένει, μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα με τη διάσπαση αμινοξέων που περιέχουν θείο, αλλεργίες θειώδους, τριχόπτωση, χαμηλά επίπεδα ουρικού οξέος στο αίμα και προβλήματα γονιμότητας. Ωστόσο, τα περισσότερα από τα συμπτώματα οφείλονται στην ανεπάρκεια της θειικής οξειδάσης και της αφυδρογονάσης ξανθίνης. Η ταχυκαρδία οφείλεται πιθανώς σε αυξημένα επίπεδα αδρεναλίνης ή νοραδρεναλίνης (κατεχολαμίνες), καθώς η διάσπασή τους καθυστερεί λόγω της έλλειψης οξειδάσης αλδεϋδης. Μια ανεπάρκεια μολυβδαινίου μπορεί να προκληθεί από μια δίαιτα που είναι εξαιρετικά χαμηλή σε μολυβδαίνιο και σε φλεγμονώδεις παθήσεις του εντέρου, όπως η νόσος του Crohn με δυσαπορρόφηση των τροφίμων.

Μια κληρονομική ανεπάρκεια συμπαράγοντα μολυβδαινίου λόγω μειωμένης σύνθεσης μολυβδοπτερίνης είναι θανατηφόρα εάν και τα τρία ένζυμα αποτύχουν χωρίς θεραπεία.