Альдегидоксидаза

Альдегидоксидаза это фермент, расщепляющий альдегиды у позвоночных. Его можно найти в различных тканях млекопитающих и человека. Точная функция альдегидоксидазы пока не известна.

Что такое альдегидоксидаза?

Альдегидоксидаза (AOX1) помогает в ферментативном расщеплении альдегидов в организме. Однако было обнаружено, что он также расщепляет никотин на котинин. Атом кислорода встроен в бескислородный никотин, образуя альдегидную структуру.

В связи с этим альдегидоксидаза также важна для метаболизма триптофана и в то же время для биотрансформации. В основном он находится в цитозоле клеток печени, поджелудочной железы, легких, скелетных мышц или жировых клеток. Кофактор молибдена очень важен для активности фермента. В ДНК человека есть только один ген АОХ, который может кодировать функциональный фермент. Некоторые гены AOX активны и у других позвоночных. Альдегидоксидаза очень похожа на фермент ксантиндегидрогеназа и связана с ним.

Оба фермента могут превращать гипоксантин в ксантин, поглощая атом кислорода и молекулу воды. Однако превращение ксантина в мочевую кислоту происходит только через ксантингидрогеназу (ксантиноксидазу). Альдегидоксидаза состоит из 1338 аминокислот. Молибдоптерин, FAD и 2 (2Fe2S) служат кофакторами для их эффективности. Реакция, уже охарактеризованная под названием, характеризует превращение альдегидов с добавлением кислорода и воды в карбоновые кислоты и перекись водорода.

Функция, эффект и задачи

Фермент альдегидоксидаза катализирует несколько реакций. По большей части он отвечает за превращение альдегидов в карбоновые кислоты с добавлением кислорода и воды. Как правило, альдегидоксидаза опосредует присоединение атома кислорода к субстрату.

Помимо прочего, он также катализирует превращение никотина в конитин. Следовательно, он также играет важную роль в биотрансформации и метаболизме триптофана. Молибден всегда требуется в качестве кофактора в этих реакциях. В рамках биотрансформации он превращает ксенобиотики с альдегидными группами в соответствующие карбоновые кислоты в реакции фазы I. В реакции фазы II глюкуроновая кислота присоединяется к карбоксильным группам, чтобы увеличить растворимость в воде, чтобы вывести чужеродную молекулу из организма.

Структурно и химически альдегидоксидаза тесно связана с гомологичным ферментом ксантингидрогеназой (ксантиноксидазой). Однако неизвестно, почему превращение ксантина в мочевую кислоту с добавлением кислорода и воды катализируется только ксантиноксидазой. Превращение гипоксантина в ксантин все еще катализируется обоими ферментами. Кроме того, альдегидоксидаза также отвечает за адипогенез (воспроизводство жировых клеток).

Стимулирует секрецию тканевого гормона адипонектина. Адипонектин, в свою очередь, увеличивает эффективность инсулина. В гепатоцитах адипонектин, в свою очередь, ингибирует высвобождение альдегидоксидазы. Дефицит альдегидоксидазы (AOX1) также подавляет экспорт липидов из клеток. Точная функция альдегидоксидазы еще полностью не изучена.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Альдегидоксидаза в основном находится в цитоплазме клеток печени. Однако он также содержится в жировых клетках, легочной ткани, скелетных мышцах и поджелудочной железе. Раньше его путали с гомологичной ксантиноксидазой.

Оба фермента имеют похожую структуру. Однако иногда они катализируют разные реакции. Оба фермента нуждаются в одних и тех же кофакторах для своей функции. Это молибдоптерин, FAD и 2 (2Fe2S). Однако альдегидоксидаза не только разлагает альдегиды, но также отвечает за окисление N-гетероциклических соединений, таких как никотин, до котинина.

Заболевания и расстройства

Вместе с ксантиндегидрогеназой (ксантиноксидазой) и сульфитоксидазой альдегидоксидаза зависит от кофактора молибдена. Молибден встраивается в молибдоптерин как сложный атом и образует кофактор молибдена. В случае дефицита молибдена эти три фермента функционируют плохо.

Ксантиндегидрогеназа катализирует расщепление ксантина на мочевую кислоту. Фермент альдегидоксидаза лишь частично участвует в этом процессе, например, когда гипоксантин расщепляется на ксантин. Здесь он даже конкурирует с ксантиноксидазой. Следовательно, изолированного дефицита альдегидоксидазы нет. Однако альдегидоксидаза поддерживает распад катехоламинов. Сульфитоксидаза отвечает за расщепление серосодержащих аминокислот, таких как цистеин, таурин или метионин. Если этого фермента недостаточно, сульфит больше не превращается в сульфат. Из-за кофактора молибдена три фермента обычно имеют общий дефицит.

Конечно, для каждого из этих ферментов возможны изолированные дефекты из-за мутаций. Однако до сих пор не описано клинической картины специфической недостаточности альдегидоксидазы. Дефицит молибдена, вызванный несбалансированным питанием, встречается очень редко. Однако это может произойти при парентеральном питании с низким содержанием молибдена в течение более шести месяцев. В таких случаях часто наблюдаются тахипноэ, тахикардия, сильная головная боль, тошнота, рвота, центральная обструкция лица или кома. Кроме того, есть непереносимость некоторых аминокислот. Повышенная концентрация сульфита обнаруживается в моче, тогда как пониженное содержание мочевой кислоты обнаруживается в крови.

Если дефицит молибдена сохраняется, это может привести к проблемам с расщеплением серосодержащих аминокислот, аллергии на сульфиты, выпадению волос, снижению уровня мочевой кислоты в крови и проблемам с фертильностью. Однако большинство симптомов связано с дефицитом сульфитоксидазы и ксантиндегидрогеназы. Тахикардия, вероятно, связана с повышенным уровнем адреналина или норадреналина (катехоламинов), поскольку их распад задерживается из-за недостатка альдегидоксидазы. Дефицит молибдена может быть вызван диетой с чрезвычайно низким содержанием молибдена и воспалительными заболеваниями кишечника, такими как болезнь Крона с нарушением всасывания пищи.

Наследственный дефицит кофактора молибдена из-за нарушения синтеза молибдоптерина является фатальным, если все три фермента не работают без лечения.