Aldehida oxidază

Aldehida oxidază este o enzimă care descompune aldehidele la vertebrate. Poate fi găsit în diferite țesuturi de mamifere și oameni. Funcția exactă a aldehidei oxidazei nu este încă cunoscută.

Ce este aldehida oxidaza?

Aldehida oxidaza (AOX1) ajută la descompunerea enzimatică a aldehidelor din organism. Cu toate acestea, s-a constatat că, de asemenea, descompune nicotina în cotinină. Un atom de oxigen este încorporat în nicotină fără oxigen pentru a forma o structură de aldehidă.

Datorită acestui fapt, aldehida oxidaza este importantă și pentru metabolismul triptofanului și în același timp pentru biotransformare. Se găsește mai ales în citosolul celulelor hepatice, pancreasul, plămânii, mușchii scheletici sau celulele grase. Molibdenul cofactor este foarte important pentru activitatea enzimei. În ADN-ul uman există o singură genă AOX care poate codifica o enzimă funcțională. Mai multe gene AOX sunt active în alte vertebre. Aldehida oxidaza este foarte asemănătoare și înrudită cu enzima xantină dehidrogenază.

Ambele enzime pot converti hipoxantina în xantină prin absorbția unui atom de oxigen și a unei molecule de apă. Conversia xantinei în acid uric are loc numai prin xantina hidrogenază (xantina oxidază). Aldeahididaza este alcătuită din 1338 aminoacizi. Molibbdopterina, FAD și 2 (2Fe2S) servesc ca cofactori pentru eficacitatea lor. Reacția caracterizată deja prin denumire caracterizează conversia aldehidelor cu adăugarea de oxigen și apă în acizi carboxilici și peroxid de hidrogen.

Funcție, efect și sarcini

Enzima aldehidă oxidază catalizează mai multe reacții. În cea mai mare parte, este responsabil pentru conversia aldehidelor în acizi carboxilici cu adăugarea de oxigen și apă. În general, aldehida oxidaza mediază adăugarea unui atom de oxigen la un substrat.

Printre altele, catalizează și conversia nicotinei în conitină. Prin urmare, joacă, de asemenea, un rol major în biotransformarea și metabolismul triptofanului. Molibdenul este întotdeauna necesar ca cofactor în aceste reacții. Ca parte a biotransformării, transformă xenobiotice cu grupele de aldehidă în acizii carboxilici corespunzători în reacția de fază I. În faza a II-a reacția, acidul glucuronic este atașat la grupele carboxilice pentru a crește solubilitatea în apă pentru a alunga molecula străină din corp.

Structural și chimic, aldehida oxidaza este strâns legată de enzima omologă xantina hidrogenază (xantina oxidază). Cu toate acestea, nu se știe de ce conversia xantinei în acid uric cu adăugarea de oxigen și apă este catalizată doar de xantina oxidază. Conversia hipoxantinei în xantină este încă catalizată de ambele enzime. Mai mult, aldehida oxidaza este responsabilă și de adipogeneza (reproducerea celulelor grase).

Stimulează secreția de hormon tisular adiponectină. Adiponectina, la rândul său, mărește eficacitatea insulinei. La nivelul hepatocitelor, la rândul său, adiponectina inhibă eliberarea de aldehidă oxidază. O deficiență de aldehidă oxidază (AOX1) inhibă, de asemenea, exportul de lipide din celule. Funcția exactă a aldehidei oxidazei nu este încă pe deplin înțeleasă.

Educație, apariție, proprietăți și valori optime

Aldehida oxidaza se găsește în principal în citoplasma celulelor hepatice. Cu toate acestea, se găsește și în celulele grase, țesutul pulmonar, mușchii scheletici și pancreasul. Se confunda cu xantina oxidază omologă.

Ambele enzime au o structură similară. Cu toate acestea, uneori catalizează reacții diferite. Ambele enzime au nevoie de aceiași cofactori pentru funcția lor. Acestea sunt molibopteropterina, FAD și 2 (2Fe2S). Cu toate acestea, aldehida oxidaza nu numai că degradează aldehidele, dar este, de asemenea, responsabilă pentru oxidarea compușilor N-heterociclici, cum ar fi nicotina la cotinină.

Boli și tulburări

Împreună cu xantina dehidrogenază (xantina oxidază) și sulfit oxidazea, aldehida oxidaza este dependentă de molibdenul cofactor. Molibdenul este încorporat într-o molibbdopterină ca un atom complex și formează cofactorul de molibden. În cazul unui deficit de molibden, aceste trei enzime funcționează slab.

Xantina dehidrogenază catalizează descompunerea xantinei în acidul uric. Enzima aldehidă oxidază este implicată parțial doar în acest proces, de exemplu atunci când hipoxixina se descompune în xantină. Aici chiar concurează cu xantina oxidază. Prin urmare, nu există un deficit izolat de aldehidă oxidază. Cu toate acestea, aldehida oxidază susține descompunerea catecolaminelor. Sulfitul oxidazei este responsabil pentru descompunerea aminoacizilor care conțin sulf, cum ar fi cisteina, taurina sau metionina. Dacă această enzimă este deficitară, sulfitul nu mai este transformat în sulfat. Datorită molibdenului cofactor, cele trei enzime au de obicei o deficiență comună.

Desigur, defecte izolate datorate mutațiilor sunt posibile pentru fiecare dintre aceste enzime. Cu toate acestea, până în prezent nu a fost descrisă o imagine clinică cu deficiență specifică de aldehidă oxidază. Un deficit de molibden indus de o dietă dezechilibrată este foarte rar. Cu toate acestea, acest lucru se poate întâmpla cu alimentația parenterală, care este scăzută în molibden timp de mai mult de șase luni. În astfel de cazuri, tahipnee, tahicardie, dureri de cap severe, greață, vărsături, obstrucție facială centrală sau comă sunt frecvente. Mai mult, există intoleranțe la anumiți aminoacizi. Concentrații crescute de sulfit se găsesc în urină, în timp ce valorile scăzute ale acidului uric se găsesc în sânge.

Dacă deficiența de molibden persistă, poate duce la probleme cu descompunerea aminoacizilor care conțin sulf, alergii la sulfit, căderea părului, niveluri scăzute de acid uric și probleme de fertilitate. Majoritatea simptomelor se datorează însă deficitului de sulfit oxidază și xantină dehidrogenază. Tahicardia se datorează probabil nivelurilor crescute de adrenalină sau noradrenalină (catecolamine), întrucât descompunerea lor este întârziată de lipsa de aldehidă oxidază. Un deficit de molibden poate fi cauzat de o dietă extrem de scăzută în molibden și în boli inflamatorii intestinale, cum ar fi boala Crohn, cu malabsorbție a alimentelor.

Un deficit de cofactor ereditar de molibden datorită sintezei afectate de molibbdopterină este fatal dacă toate cele trei enzime nu reușesc tratament.