Сульфитоксидаза

Биокатализатор Сульфитоксидаза вызывает превращение токсичных соединений серы в результате распада аминокислот в нетоксичные сульфаты.

Это жизненно важно и поэтому встречается во всех организмах. Если его функция нарушена генетическим дефектом, возникает дефицит сульфитоксидазы. Слишком высокое содержание сульфита в крови также может иметь негативные последствия для здоровых пациентов.

Что такое сульфитоксидаза?

Сульфитоксидаза (название гена: SUOX) - это название молибден-содержащего фермента, который состоит из 466 аминокислот. Он принадлежит к семейству ксантиндегидрогеназ и встречается почти во всех организмах. В его центре находится молибден, жизненно важный микроэлемент.

Металл присутствует там в своей биодоступной форме в виде аниона молибдата. Сульфитоксидаза использует его в качестве кофактора (соединение молибдат-молибдоптерин). Фермент превращает серосодержащие аминокислоты метионин, цистеин и др., Которые попадают в организм с пищей, в безвредные соли серы (сульфаты), которые затем выводятся с мочой. У млекопитающих биокатализатор, разлагающий серу, находится в основном в печени и почках. Фермент сульфитоксидаза обеспечивает соединение кислорода в крови с незаменимыми аминокислотами и другими серосодержащими веществами.

Электроны, высвобождаемые в процессе, используются для производства АТФ (аденозинтрифосфата) через цепь переноса электронов. Фермент катализирует в 10 раз больше сульфитов, чем один литр алкоголя каждый день.

Функция, эффект и задачи

Каждый человек ежедневно употребляет серосодержащие белки и пищевые добавки. Последние содержатся, например, в маринованных овощах, грейпфрутовом соке и т. Д. И предназначены для защиты продуктов от микробного воздействия и обесцвечивания. Они образуют в вине букетные вещества.

При расщеплении одного цистеина в организме ежедневно вырабатывается 1680 мг токсичного сульфита, который должен немедленно преобразовываться сульфитоксидазой, чтобы не повредить органы и ткани. Фермент работает вместе с другими биокатализаторами. Сульфиты ядовиты и могут разрушать жизненно важные вещества в организме и подавлять необходимые метаболические процессы даже в минимальных количествах. Для того чтобы провести важную детоксикацию клеток, сульфитоксидаза нуждается в микроэлементе молибдене.

Нехватка этого металла может привести к серьезным последствиям. Слишком высокий уровень ртути в организме также может подавлять функциональность сульфитоксидазы.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Сульфитоксидаза в основном вырабатывается в митохондриях, «энергетических центрах» клеток. У крыс, например, 80 процентов его приходится на митохондрии клеток печени. Кроме того, он все еще сильно представлен в клетках почек.

Оксид молибдена, необходимый для активности сульфитоксидазы, находится в активном центре фермента. Как недавно обнаружили ученые, наночастицы триоксида молибдена могут заменить его у пациентов с дефицитом молибдена. Они оказывают на организм такое же каталитическое действие, как и природные ферменты. Таким образом можно было лечить ранее смертельные заболевания, такие как сульфоцистеинурия.

Заболевания и расстройства

Дефицит сульфитоксидазы может вызвать астматические и даже анафилактические реакции у здоровых людей, поскольку парасимпатическая нервная система влияет на тучные клетки, ответственные за развитие аллергии.

Кроме того, если уровень сульфитоксидазы слишком низкий, это может привести к сильной усталости, головным болям и низкому уровню сахара в крови. Однако генетический дефицит жизненно важного фермента имеет еще худшие последствия. Новорожденный рождается с физическими уродствами и умственными недостатками. Эта так называемая сульфитоксидазная недостаточность или сульфоцистеинурия возникает как болезнь дефицита кофактора молибдена (MoCo) примерно у 100 000–500 000 рождений. У младенцев, страдающих изолированным дефектом сульфитоксидазы, наблюдаются аналогичные симптомы: тяжелая энцефалопатия, трудно контролируемые судороги, спастичность, микроцефалия, расслабление мышц и прогрессирующая атрофия мозга.

Поскольку аутосомно-рецессивное наследственное заболевание, вызванное недостаточностью ферментов, в настоящее время не поддается эффективному лечению, маленькие пациенты обычно умирают в детстве: сернистые соединения, которые не расщепляются, отравляют нейроны и миелиновые оболочки центральной нервной системы и накапливаются в клеточной ткани. Уже после родов возникают проблемы с приемом пищи и рвота содержимым желудка. Младенцы рождаются с деформированным черепом (выступающий лоб, глубоко посаженные глаза, чрезмерно длинные веки, толстые губы, маленький нос). В первые месяцы жизни хрусталик глаза смещается.

Около 75 процентов описанных на данный момент случаев сульфоцистеинурии связаны с дефицитом MoCo: все три фермента, участвующие в расщеплении серы в организме, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и альдегидоксидаза, проявляют значительно сниженную активность. Изолированная недостаточность сульфитоксидазы связана с мутацией в гене SUOX (хромосома 12). Он встречается в трех вариантах: тип A (мутация в гене MOCS1), тип B (ген MOCS2) и тип C (ген MOCS3). Мутация типа А является наиболее распространенной. Формирование молекулы-предшественника cPMP ингибируется. Однако теперь это вещество можно производить и вводить в лаборатории.Чтобы увеличить время выживания ребенка-пациента, необходимо как можно скорее диагностировать дефицитное заболевание и лечить ежедневным внутривенным введением молибдата.

Таким образом можно предотвратить, по крайней мере, дальнейший ущерб. Ребенку назначают спазмолитические препараты для борьбы с приступами. Они также должны соблюдать диету с низким содержанием белка. В качестве альтернативы также можно вводить предшественник MoCo Z. Он уменьшает судороги и предотвращает дальнейшее повреждение головного мозга. Медицина возлагает большие надежды на лечение ранее неизлечимого заболевания с помощью наночастиц триоксида молибдена, которые берут на себя роль сульфитоксидазы в организме. Чтобы узнать, есть ли у будущего ребенка дефицит сульфитоксидазы, беременная женщина может проверить уровень S-сульфоцистеина в амниотической жидкости.