Oksidase aldehid

The Oksidase aldehid adalah enzim yang memecah aldehid pada vertebrata. Ia boleh dijumpai dalam pelbagai tisu mamalia dan manusia. Fungsi sebenar oksidase aldehid belum diketahui.

Apa itu aldehid oksidase?

Aldehid oksidase (AOX1) membantu pemecahan enzimatik aldehid dalam badan. Walau bagaimanapun, didapati bahawa ia juga memecah nikotin menjadi kotinin. Atom oksigen dibina ke dalam nikotin bebas oksigen untuk membentuk struktur aldehid.

Kerana kenyataan ini, oksidase aldehid juga penting untuk metabolisme triptofan dan pada masa yang sama untuk biotransformasi. Ia terutama terdapat di sitosol sel hati, pankreas, paru-paru, otot rangka atau sel lemak. Molibdenum kofaktor sangat penting untuk aktiviti enzim. Hanya ada satu gen AOX dalam DNA manusia yang dapat mengekod enzim berfungsi. Beberapa gen AOX aktif dalam vertebrata lain. Aldehid oksidase sangat mirip dengan dan berkaitan dengan enzim xanthine dehydrogenase.

Kedua-dua enzim tersebut dapat mengubah hipoksanthin menjadi xanthine dengan menyerap atom oksigen dan molekul air. Penukaran xanthine menjadi asid urik, bagaimanapun, hanya berlaku melalui xanthine hydrogenase (xanthine oxidase). Oksidase aldehid terdiri daripada 1338 asid amino. Molybdopterin, FAD dan 2 (2Fe2S) berfungsi sebagai kofaktor untuk keberkesanannya. Tindak balas yang sudah ditandai dengan nama mencirikan penukaran aldehid dengan penambahan oksigen dan air kepada asid karboksilik dan hidrogen peroksida.

Fungsi, kesan & tugas

Enzim aldehid oksidase memangkinkan beberapa tindak balas. Sebahagian besarnya, ia bertanggungjawab untuk penukaran aldehid menjadi asid karboksilik dengan penambahan oksigen dan air. Secara amnya, aldehid oksidase memediasi penambahan atom oksigen ke substrat.

Antara lain, ia juga menjadi pemangkin penukaran nikotin menjadi konitin. Oleh itu, ia juga memainkan peranan utama dalam biotransformasi dan metabolisme triptofan. Molibdenum selalu diperlukan sebagai kofaktor dalam tindak balas ini. Sebagai sebahagian daripada biotransformasi, ia mengubah xenobiotik dengan kumpulan aldehid menjadi asid karboksilik yang sesuai dalam reaksi fasa I. Dalam tindak balas fasa II, asid glukuronik dilampirkan pada kumpulan karboksil untuk meningkatkan kelarutan air untuk membuang molekul asing keluar dari badan.

Secara struktural dan kimia, aldehid oksidase berkait rapat dengan enzim homolog xanthine hydrogenase (xanthine oxidase). Namun, tidak diketahui mengapa penukaran xanthine menjadi asid urik dengan penambahan oksigen dan air hanya dikatalisis oleh xanthine oxidase. Penukaran hypoxanthine menjadi xanthine masih dikatalisis oleh kedua-dua enzim tersebut. Selanjutnya, aldehid oksidase juga bertanggungjawab untuk adipogenesis (pembiakan sel-sel lemak).

Ia merangsang rembesan hormon tisu adiponektin. Adiponectin, seterusnya, meningkatkan keberkesanan insulin. Dalam hepatosit, adiponektin seterusnya menghalang pembebasan oksidase aldehid. Kekurangan aldehid oksidase (AOX1) juga menghalang eksport lipid dari sel. Fungsi sebenar oksidase aldehid belum difahami sepenuhnya.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Aldehid oksidase terutamanya terdapat di sitoplasma sel hati. Namun, ia juga terdapat pada sel-sel lemak, tisu paru-paru, otot rangka, dan pankreas. Dulu keliru dengan oksidase xanthine homolog.

Kedua-dua enzim mempunyai struktur yang serupa. Walau bagaimanapun, mereka kadang-kadang memangkin reaksi yang berbeza. Kedua-dua enzim memerlukan kofaktor yang sama untuk berfungsi. Ini adalah molibdopterin, FAD dan 2 (2Fe2S). Walau bagaimanapun, aldehid oksidase bukan sahaja menurunkan aldehid, tetapi juga bertanggungjawab untuk pengoksidaan sebatian N-heterosiklik seperti nikotin kepada kotinin.

Penyakit & Gangguan

Bersama dengan xanthine dehydrogenase (xanthine oxidase) dan sulfite oksidase, aldehid oksidase bergantung pada molibdenum kofaktor. Molibdenum dibina menjadi molibdopterin sebagai atom kompleks dan membentuk molibdenum cofactor. Sekiranya kekurangan molibdenum, ketiga enzim ini tidak berfungsi dengan baik.

Xanthine dehydrogenase memangkin pemecahan xanthine menjadi asid urik. Enzim aldehid oksidase hanya sebahagian terlibat dalam proses ini, contohnya apabila hipoksanthin dipecah menjadi xanthine. Di sini malah bersaing dengan oksidase xanthine. Oleh itu tidak terdapat kekurangan oksidase aldehid yang terpencil. Walau bagaimanapun, aldehid oksidase menyokong pemecahan katekolamin. Sulfida oksidase bertanggungjawab untuk pemecahan asid amino yang mengandungi sulfur seperti sistein, taurin atau metionin. Sekiranya enzim ini kekurangan, sulfit tidak lagi ditukar menjadi sulfat. Kerana molibdenum kofaktor, ketiga-tiga enzim biasanya mempunyai kekurangan yang sama.

Sudah tentu, kecacatan terpencil disebabkan oleh mutasi adalah mungkin untuk setiap enzim ini. Walau bagaimanapun, setakat ini tidak ada gambaran klinikal dengan kekurangan oksidase aldehid tertentu. Kekurangan molibdenum yang disebabkan oleh diet tidak seimbang sangat jarang berlaku. Walau bagaimanapun, ini boleh berlaku dengan pemakanan parenteral yang rendah molibdenum selama lebih dari enam bulan. Dalam kes seperti itu, tachypnea, takikardia, sakit kepala yang teruk, mual, muntah, penyumbatan muka pusat, atau koma adalah perkara biasa. Selanjutnya, terdapat intoleransi terhadap asid amino tertentu. Kepekatan sulfit yang tinggi dijumpai dalam air kencing, sementara penurunan nilai asid urik terdapat dalam darah.

Sekiranya kekurangan molibdenum berterusan, ia boleh menyebabkan masalah dengan pemecahan asid amino yang mengandung sulfur, alergi sulfit, keguguran rambut, tahap asid urik darah rendah dan masalah kesuburan. Sebilangan besar simptom, bagaimanapun, disebabkan oleh kekurangan sulfida oksidase dan xanthine dehydrogenase. Takikardia mungkin disebabkan oleh peningkatan kadar adrenalin atau noradrenalin (katekolamin), kerana kerosakannya ditangguhkan oleh kekurangan oksidaase aldehid. Kekurangan molibdenum boleh disebabkan oleh diet yang sangat rendah molibdenum dan penyakit usus radang seperti penyakit Crohn dengan penyerapan makanan yang salah.

Kekurangan molibdenum cofactor turun-temurun kerana sintesis molibdopterin terganggu boleh membawa maut sekiranya ketiga-tiga enzim gagal tanpa rawatan.