Lysil hidroxilaze reprezintă un grup de enzime care sunt responsabile pentru hidroxilarea reziduurilor de lizină din proteine. Deci contribuie în principal la structura țesutului conjunctiv. Tulburările în funcția de lisil hidroxilază sunt exprimate în boli precum scorbutul sau sindromul ereditar Ehlers-Danlos.
Ce sunt lisil hidroxilazele?
Lysil hidroxilazele sunt enzime a căror sarcină este de a cataliza modificarea post-translațională a aminoacidului lizină prin încorporarea unei grupe hidroxil în hidroxil lizină. Aceasta întărește țesutul conjunctiv, deoarece lanțurile proteice ale acestuia li se oferă posibilitatea de a face rețea în continuare prin intermediul grupărilor hidroxil.
Lysil hidroxilază umană este formată din 727 aminoacizi. Lysil hidroxilazele aparțin și grupului hidroxilaze, adică enzime care, în general, catalizează încorporarea grupărilor hidroxil în molecule. În plus față de lisil hidroxilază, hidroxilazele sau oxidoreductazele includ, de asemenea, prolil hidroxilaze, fenilalanină hidroxilază, tirosină hidroxilază sau triptofan hidroxilază. În special, împreună cu prolil hidroxilazele, lizila hidroxilaze joacă un rol important în funcționarea țesutului conjunctiv. Ambele grupuri enzimatice necesită coenzima vitamina C pentru funcția lor.
Funcție, efect și sarcini
Funcția hidroxilazelor lisilice constă exclusiv în catalizarea încorporării grupărilor hidroxil în reziduurile de lizină în cadrul unei proteine. În cursul unei modificări post-translaționale, aminoacidul hidroxilamină este format din lizină.
Deși hidroxilamina este de asemenea liberă, ea nu poate fi încorporată în proteine sub această formă. Prin urmare, modificarea post-translațională înseamnă conversia ulterioară a acestui aminoacid după ce proteina a fost acumulată. Atunci când un atom de hidrogen este schimbat pentru grupa hidroxil, un grup funcțional care poate îndeplini funcții de legare este încorporat în proteină în acest moment. Cu ajutorul grupării hidroxil, diferite lanțuri proteice se pot lega. Mai mult, moleculele de zahăr se pot lega la acest grup funcțional. Ambele reacții sunt foarte importante, printre altele, în dezvoltarea țesutului conjunctiv.
Țesutul conjunctiv înglobează organismul și organele interne. Trebuie să fie ferm și încordat pentru a putea diferenția între organele funcționale diferite. Acest lucru este asigurat de proteinele țesutului conjunctiv, care conțin un procent ridicat de aminoacizi lizină și prolină.În acest scop, ambii aminoacizi sunt ulterior parțial modificați după încorporarea lor în proteină prin adăugarea unei grupări hidroxil. Așa cum am menționat deja, cu prolină această reacție este catalizată de prolil hidroxilaze și cu lizina de lisil hidroxilaze. După formarea proteinelor, aceste reacții de modificare creează o rețea de lanțuri proteice care reprezintă țesutul conjunctiv strâns.
Fără funcția ambelor enzime, dezvoltarea țesutului conjunctiv funcțional nu ar fi deloc posibilă. Cu toate acestea, ambele enzime funcționează numai cu ajutorul acidului ascenzic coenzimă, adică vitamina C. În cazul enzimelor modificate structural prin mutație sau lipsă de vitamina C, acest lucru poate duce la perturbarea structurii țesutului conjunctiv și, astfel, a unor boli grave.
Educație, apariție, proprietăți și valori optime
Gena PLOD1 este responsabilă pentru codificarea lizilhidroxilazei umane. Denumirea PLOD1 este derivată din denumirea lisilhidroxilazei "Prokollagen-Lizină, 2-Oxoglutarat-5-Dioxigenază 1". Această genă este localizată pe cromozomul 1. Deoarece se produce în mod constant nou țesut conjunctiv, există, de asemenea, o nevoie permanentă pentru producția de lisil hidroxilaze. Prin urmare, o mutație a acestei gene poate avea consecințe foarte grave asupra sănătății organismului.
Boli și tulburări
Tulburările în funcția de lisil hidroxilază joacă un rol deosebit de important în sindromul scorbut și Ehlers-Danlos. Scorbutul este cunoscut ca o boală antică, care este cauzată de o lipsă de vitamina C. Vitamina C, cunoscută și sub denumirea de acid ascorbic, funcționează ca o coenzimă a hidroxilazelor de lisil și a hidroxilazelor prolilice. Dacă lipsește, aminoacizii lizină și prolină din proteina țesutului conjunctiv nu mai pot fi hidroxilați.
Deoarece există o acumulare și o descompunere constantă a proteinelor țesutului conjunctiv, lanțurile proteice sunt din ce în ce mai puțin capabile să se conecteze în timpul perioadei deficienței de vitamine. Țesutul conjunctiv devine slăbit și nu-și mai poate îndeplini funcția corect. Există o gamă largă de simptome, inclusiv epuizare generală, sensibilitate la infecții, sângerare gingiilor, pierderea dinților, vindecarea slabă a rănilor, probleme severe ale pielii, irosirea mușchilor și multe alte deficiențe de sănătate. Scorbutul poate duce în cele din urmă la moarte prin insuficiență cardiacă generală sau infecții severe. Vechii navigatori au fost afectați în mod deosebit, deoarece nu au putut obține suficientă vitamina C în timpul călătoriilor lungi pe mare.
S-a demonstrat că boala se vindecă imediat când se administrează anumite alimente, cum ar fi varza. S-a recunoscut abia mai târziu că cauza bolii a fost o deficiență de vitamina C. Ulterior, focarul de boală al navigantului a fost prevenit prin hrănirea navigantilor cu varză. O altă boală, care poate fi atribuită parțial doar unui defect al lisil-hidroxilazei umane, este sindromul Ehlers-Danlos. Sindromul Ehlers-Danlos este un termen colectiv pentru diferite boli ereditare ale țesutului conjunctiv cu cauze diferite. Acest sindrom se caracterizează prin slăbiciune severă a țesutului conjunctiv.
Pielea este supraestimabilă, iar articulațiile sunt suprasolicitate. O lisil hidroxilază modificată genetic declanșează sindromul Ehlers-Danlos tip VI. O genă mutată numită PLOD1, care este localizată pe cromozomul 1, este responsabilă pentru acest lucru. Enzima defectă formată din aceasta nu mai este complet funcțională și poate cataliza insuficient reacțiile de hidroxilare pe lizină. Un țesut conjunctiv slab se dezvoltă cu simptomele cunoscute, precum și implicarea suplimentară a ochilor și organelor interne. Sindromul Ehlers-Danlos de tip VI poate fi moștenit ca o trăsătură autosomală recesivă.
