Алдехид оксидазата представлява ензим, който се разгражда алдехиди при гръбначни животни. Намира се в различни тъкани на бозайници и хора. Точната функция на алдехид оксидазата все още не е известна.
Какво представлява алдехид оксидазата?
Алдехид оксидазата (AOX1) помага за ензимното разграждане на алдехиди в тялото. Установено е обаче, че се разпада никотин към котинин. В този процес, кислород атом се включва в безкислородния никотин за образуване на алдехидна структура. Поради този факт алдехид оксидазата също е важна за триптофан метаболизъм и в същото време за биотрансформация. Намира се главно в цитозола на черен дроб клетки, панкреас, бял дроб, скелетни мускули или мастни клетки. За активността на ензима кофакторът молибден е много важен. В човешката ДНК има само един AOX ген които могат да кодират функционален ензим. При други гръбначни животни са активни няколко гена на AOX. Алдехид оксидазата е много подобна и свързана с ензима ксантин дехидрогеназа. И двете ензими може да се използва за превръщане на хипоксантин в ксантин с включването на кислород атом и вода молекула. Превръщането на ксантин в пикочна киселина се извършва само от ксантин хидрогеназа (ксантин оксидаза). Алдехид оксидазата се състои от 1338 аминокиселини. Молибдоптерин, FAD и 2 (2Fe2S) служат като кофактори за неговата ефективност. Реакцията, която вече се характеризира с името си, бележи превръщането на алдехиди да се карбоксилни киселини намлява водород пероксид с добавка на кислород намлява вода.
Функция, действие и задачи
Ензимът алдехид оксидаза катализира няколко реакции. До голяма степен той е отговорен за превръщането на алдехидите в карбоксилни киселини с добавяне на кислород и вода. По принцип алдехид оксидазата медиира добавянето на кислороден атом към субстрат. Наред с други неща, той също катализира преобразуването на никотин до конитин. Следователно, той също играе основна роля в биотрансформацията и триптофан метаболизъм. В тези реакции молибденът винаги е необходим като кофактор. При биотрансформация той превръща ксенобиотиците с алдехидни групи в съответните карбоксилни киселини във фаза I реакция. Глюкуроновата киселина се добавя към карбоксилните групи във фаза II реакция за повишаване на разтворимостта във вода и изхвърляне на чуждата молекула от тялото. Структурно и химически, алдехид оксидазата е тясно свързана с хомоложния ензим ксантин хидрогеназа (ксантиноксидаза). Защо обаче превръщането на ксантин в пикочна киселина с добавяне на кислород и вода се катализира само от ксантиноксидаза не е известно. Превръщането на хипоксантин в ксантин все още се катализира от двамата ензими. Освен това алдехид оксидазата е отговорна и за адипогенезата (пролиферацията на мастните клетки). В този процес той стимулира освобождаването на тъканния хормон адипонектин. Адипонектинът от своя страна повишава ефективността на инсулин. В хепатоцитите адипонектинът от своя страна инхибира освобождаването на алдехид оксидаза. Дефицитът на алдехид оксидаза (AOX1) също възпрепятства износа на липиди от клетките. Точната функция на алдехид оксидазата не е напълно изяснена.
Образуване, поява, свойства и оптимални нива
Алдехид оксидазата се намира главно в цитоплазмата на черен дроб клетки. Намира се обаче и в мастните клетки, бял дроб тъкан, скелетни мускули и панкреас. По-рано се бъркаше с хомоложната ксантиноксидаза. Въпреки че и двете ензими са структурно подобни. Те обаче катализират частично различни реакции. И двата ензима изискват еднакви кофактори за своята функция. Това са молибдоптерин, FAD и 2 (2Fe2S). Въпреки това, алдехид оксидазата не само разгражда алдехидите, но също така е отговорна за окисляването на N-хетероциклични съединения като никотин до котинин.
Болести и разстройства
Заедно с ксантин дехидрогеназата (ксантин оксидаза) и сулфит оксидазата, алдехид оксидазата зависи от кофактора молибден. Молибденът е включен като сложен атом в молибдоптерин и образува молибденовия кофактор. Дефицитът на молибден води до недостатъчна функция на тези три ензима. Ксантин дехидрогеназата катализира разграждането на ксантин до пикочна киселина. Ензимът алдехид оксидаза участва само частично в този процес, например в разграждането на хипоксантин до ксантин. Тук той дори се конкурира с ксантиноксидазата. Следователно няма изолиран дефицит на алдехид оксидаза. Алдехид оксидазата обаче подпомага разграждането на катехоламини.Сулфитната оксидаза е отговорна за разграждането на сяра-съдържащ аминокиселини , като цистеин, подобен на бик or метионин. Ако този ензим е дефицитен, сулфитът вече не се превръща в сулфат. Поради кофактора молибден, трите ензима обикновено имат дефицит на съвместно. Разбира се, за всеки от тези ензими са възможни изолирани дефекти поради мутации. Досега обаче не е описана клинична картина със специфичен дефицит на алдехид оксидаза. Дефицит на молибден, предизвикан от небалансиран диета е отново много рядко. Това обаче може да се случи при повече от шест месеца дефицит на молибден парентерално хранене. В такива случаи тахипнея, тахикардия, тежка главоболие, гадене, повръщане, централен дефицит на лицето, или кома често се случват. Освен това, непоносимост към определени аминокиселини настъпва. Повишени концентрации на сулфит се откриват в урината, докато намалените нива на пикочна киселина се наблюдават в кръв. Ако дефицитът на молибден продължава дълго време, може да има проблеми с разграждането на сяра-съдържащи амино киселини, сулфитни алергии, загуба на коса, ниски нива на пикочна киселина в кръви проблеми с плодовитостта. Повечето симптоми обаче се дължат на дефицит на сулфитна оксидаза и ксантин дехидрогеназа. тахикардия вероятно се дължи на повишени нива на епинефрин или норепинефрин (катехоламини), тъй като разграждането им се забавя от дефицита на алдехид оксидаза. Недостигът на молибден може да бъде причинен от изключително ниски диети на молибден и възпалителни заболявания на червата като болест на Крон с малабсорбция на храната. Наследственият дефицит на кофактор на молибден, дължащ се на нарушен синтез на молибдоптерин, е фатален поради пълен отказ и на трите ензима без лечение.
