Aldehydeoxidas

De Aldehydeoxidas är ett enzym som bryter ner aldehyder i ryggradsdjur. Det finns i olika vävnader hos däggdjur och människor. Den exakta funktionen av aldehydoxidas är ännu inte känd.

Vad är aldehydoxidas?

Aldehydeoxidas (AOX1) hjälper till med enzymatisk nedbrytning av aldehyder i kroppen. Det konstaterades dock att det också bryter ner nikotin till kotinin. En syreatom är inbyggd i det syrefria nikotinet för att bilda en aldehydstruktur.

På grund av detta faktum är aldehydoxidas också viktigt för tryptofanmetabolismen och samtidigt för biotransformation. Det finns främst i cytosolen i levercellerna, bukspottkörteln, lungorna, skelettmusklerna eller fettcellerna. Kofaktormolybden är mycket viktigt för enzymets aktivitet. Det finns bara en AOX-gen i humant DNA som kan koda ett funktionellt enzym. Flera AOX-gener är aktiva i andra ryggradsdjur. Aldehydeoxidas är mycket likt och relaterat till enzymet xantindhydrogenas.

Båda enzymerna kan omvandla hypoxantin till xantin genom att absorbera en syreatom och en vattenmolekyl. Omvandlingen av xantin till urinsyra sker emellertid endast genom xantinhydrogenas (xantinoxidas). Aldehydoxidaset består av 1338 aminosyror. Molybdopterin, FAD och 2 (2Fe2S) fungerar som kofaktorer för deras effektivitet. Reaktionen som redan kännetecknats av namnet kännetecknar omvandlingen av aldehyder med tillsats av syre och vatten till karboxylsyror och väteperoxid.

Funktion, effekt och uppgifter

Enzymet aldehydoxidas katalyserar flera reaktioner. För det mesta är det ansvaret för omvandlingen av aldehyder till karboxylsyror med tillsats av syre och vatten. I allmänhet förmedlar aldehydoxidas tillsatsen av en syreatom till ett substrat.

Bland annat katalyserar det också omvandlingen av nikotin till konitin. Därför spelar det också en viktig roll i biotransformation och tryptofanmetabolism. Molybden krävs alltid som en kofaktor vid dessa reaktioner. Som en del av biotransformationen omvandlar den xenobiotika med aldehydgrupper till motsvarande karboxylsyror i fas I-reaktionen. I fas II-reaktionen är glukuronsyra fäst vid karboxylgrupperna för att öka vattenlösligheten för att spola den främmande molekylen ur kroppen.

Strukturellt och kemiskt är aldehydoxidas nära besläktat med det homologa enzymet xantinhydrogenas (xantinoxidas). Det är emellertid inte känt varför omvandlingen av xantin till urinsyra med tillsats av syre och vatten endast katalyseras av xantinoxidas. Omvandlingen av hypoxantin till xantin katalyseras fortfarande av båda enzymerna. Vidare är aldehydoxidas också ansvarigt för adipogenes (reproduktion av fettceller).

Det stimulerar utsöndring av vävnadshormonet adiponectin. Adiponectin ökar i sin tur effekten av insulin. I hepatocyterna hämmar adiponectin i sin tur frisättningen av aldehydoxidas. En brist på aldehydoxidas (AOX1) hämmar också lipidexport från cellerna. Den exakta funktionen av aldehydoxidaset är ännu inte helt förstått.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Aldehydoxidas finns huvudsakligen i levercytans cytoplasma. Men det finns också i fettceller, lungvävnad, skelettmuskler och bukspottkörteln. Det förväxlades tidigare med det homologa xantinoxidaset.

Båda enzymerna har en liknande struktur. Emellertid katalyserar de ibland olika reaktioner. Båda enzymerna behöver samma kofaktorer för sin funktion. Dessa är molybdopterin, FAD och 2 (2Fe2S). Aldehydoxidas bryter emellertid inte bara aldehyder, utan ansvarar också för oxidationen av N-heterocykliska föreningar såsom nikotin till kotinin.

Sjukdomar och störningar

Tillsammans med xantindhydrogenas (xantinoxidas) och sulfitoxidas är aldehydoxidas beroende av kofaktormolybden. Molybden är inbyggd i ett molybdopterin som en komplex atom och bildar molybden-kofaktorn. När det gäller molybdenbrist fungerar dessa tre enzymer dåligt.

Xanthin-dehydrogenas katalyserar nedbrytningen av xantin till urinsyra. Enzymet aldehydoxidas är endast delvis involverat i denna process, till exempel när hypoxantin bryts ned till xantin. Här tävlar det till och med xantinoxidas. Följaktligen finns det ingen isolerad aldehydoxidasbrist. Emellertid stöder aldehydoxidas nedbrytningen av katekolaminer. Sulfitoxidaset ansvarar för nedbrytningen av svavelinnehållande aminosyror såsom cystein, taurin eller metionin. Om detta enzym saknar omvandlas sulfit inte längre till sulfat. På grund av kofaktormolybden har de tre enzymerna vanligtvis en vanlig brist.

Naturligtvis är isolerade defekter på grund av mutationer möjliga för var och en av dessa enzymer. Ingen klinisk bild med en specifik aldehydoxidasbrist har emellertid beskrivits hittills. En molybdenbrist som orsakas av en obalanserad diet är mycket sällsynt. Detta kan dock hända med parenteral näring som är låg i molybden under mer än sex månader. I sådana fall är takypné, takykardi, svår huvudvärk, illamående, kräkningar, central ansiktshinder eller koma. Dessutom finns det intoleranser för vissa aminosyror. Förhöjda sulfitkoncentrationer finns i urinen, medan minskade urinsyravärden finns i blodet.

Om molybdenbristen kvarstår kan det leda till problem med nedbrytningen av svavelhaltiga aminosyror, sulfitallergier, håravfall, låga nivåer av urinsyra och fertilitetsproblem. De flesta av symtomen beror emellertid på sulfitoxidas och xantindhydrogenasbrist. Takykardin beror troligen på ökade nivåer av adrenalin eller noradrenalin (katekolaminer), eftersom deras nedbrytning försenas av bristen på aldehydoxidas. En molybdenbrist kan orsakas av en diet som är extremt låg i molybden och i inflammatoriska tarmsjukdomar såsom Crohns sjukdom med malabsorption av mat.

En ärftlig molybden-kofaktormangel på grund av försämrad syntes av molybdopterin är dödlig om alla tre enzymerna misslyckas utan behandling.