Lysyl hidroksilase

Lysyl hidroksilase mewakili sekumpulan enzim yang bertanggungjawab untuk hidroksilasi residu lisin dalam protein. Oleh itu, mereka terutamanya menyumbang kepada struktur tisu penghubung. Gangguan fungsi hidroksilase lisil dinyatakan dalam penyakit seperti skurvi atau sindrom Ehlers-Danlos keturunan.

Apa itu hidroksilase lisil?

Lysyl hydroxylases adalah enzim yang tugasnya memangkinkan modifikasi pasca-translasi dari asam amino lisin dengan memasukkan gugus hidroksil ke dalam hidroksil lisin. Ini menguatkan tisu penghubung kerana rantai proteinnya diberi peluang untuk jaringan lebih jauh melalui kumpulan hidroksil.

Lysyl hydroxylase manusia terdiri daripada 727 asid amino. Lysyl hidroksilase juga tergolong dalam kumpulan hidroksilase, iaitu enzim yang secara amnya memangkin penggabungan kumpulan hidroksil ke dalam molekul. Sebagai tambahan kepada hidroksilase lisil, hidroksilase atau oksidoriduktase juga termasuk hidroksilase prolil, hidroksilase fenilalanin, hidroksilase tirosin atau hidroksilase triptofan. Terutama bersama dengan prolil hidroksilase, lysyl hidroksilase memainkan peranan penting dalam fungsi tisu penghubung. Kedua-dua kumpulan enzim memerlukan vitamin C koenzim untuk berfungsi.

Fungsi, kesan & tugas

Fungsi hidroksilase lisil terdiri secara eksklusif untuk menjadi pemangkin penggabungan kumpulan hidroksil ke dalam residu lisin dalam protein. Semasa pengubahsuaian pasca-terjemahan, asid amino hidroksiamin terbentuk daripada lisin.

Walaupun hidroksiamin juga bebas, ia tidak dapat dimasukkan ke dalam protein dalam bentuk ini. Oleh itu, pengubahsuaian pasca-terjemahan bermaksud penukaran asid amino ini selepas protein telah dibina. Apabila atom hidrogen ditukar dengan kumpulan hidroksil, kumpulan fungsional yang dapat melakukan fungsi penghubung dibina ke dalam protein pada ketika ini. Dengan bantuan kumpulan hidroksil, rantai protein yang berlainan dapat menghubungkan satu sama lain. Selanjutnya, molekul gula dapat mengikat kumpulan berfungsi ini. Kedua-dua reaksi sangat penting, antara lain, dalam pengembangan tisu penghubung.

Tisu penghubung merangkumi organisma dan organ dalaman. Ia mesti tegas dan tegas agar dapat membezakan antara organ yang berfungsi secara berbeza. Ini dipastikan oleh protein tisu penghubung, yang mengandungi peratusan tinggi asid amino lisin dan prolin.Untuk tujuan ini, kedua-dua asid amino kemudiannya diubahsuai sebahagiannya setelah dimasukkan ke dalam protein dengan menambahkan kumpulan hidroksil. Seperti yang telah disebutkan, dengan prolin reaksi ini dikatalisis oleh prolil hidroksilase dan dengan lisin oleh lisil hidroksilase. Selepas pembentukan protein, reaksi pengubahsuaian ini mewujudkan rangkaian rantai protein yang mewakili tisu penghubung yang ketat.

Tanpa fungsi kedua-dua enzim, pengembangan tisu penghubung berfungsi tidak akan dapat dilakukan sama sekali. Walau bagaimanapun, kedua-dua enzim hanya berfungsi dengan bantuan asid askorbik koenzim, iaitu vitamin C. Sekiranya terdapat enzim yang diubah secara struktural melalui mutasi atau kekurangan vitamin C, ini boleh menyebabkan gangguan pada struktur tisu penghubung dan dengan itu menyebabkan penyakit serius.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Gen PLOD1 bertanggungjawab untuk pengekodan hidroksilase lisil manusia. Nama PLOD1 berasal dari nama lysyl hydroxylase "Prokollagen-Lysin, 2-Oxoglutarat-5-Dioxygenase 1". Gen ini terletak pada kromosom 1. Oleh kerana tisu penghubung baru terus dihasilkan, terdapat juga keperluan kekal untuk pengeluaran hidroksilase lisil. Oleh itu, mutasi gen ini boleh membawa akibat yang sangat serius bagi kesihatan organisma.

Penyakit & Gangguan

Gangguan fungsi hidroksilase lisil memainkan peranan yang sangat penting dalam skurvi dan sindrom Ehlers-Danlos. Scurvy dikenali sebagai penyakit pelayaran kuno, yang disebabkan oleh kekurangan vitamin C. Vitamin C, juga dikenal sebagai asid askorbik, berfungsi sebagai koenzim lysyl hydroxylases dan prolyl hydroxylases. Sekiranya tiada, asid amino lisin dan prolin dalam protein tisu penghubung tidak lagi dapat dihidroksilasi.

Oleh kerana terdapat penumpukan dan pemecahan protein tisu penghubung yang berterusan, rantai protein kurang dan kurang dapat melakukan rangkaian selama tempoh kekurangan vitamin. Tisu penghubung menjadi kendur dan tidak lagi dapat memenuhi fungsinya dengan baik. Pelbagai gejala berlaku, termasuk keletihan umum, kerentanan terhadap jangkitan, gusi berdarah, kehilangan gigi, penyembuhan luka yang buruk, masalah kulit yang teruk, pembaziran otot dan banyak gangguan kesihatan yang lain. Skurvi akhirnya boleh menyebabkan kematian akibat kegagalan jantung umum atau jangkitan teruk. Pelaut kuno sangat terjejas kerana mereka tidak mendapat cukup vitamin C semasa perjalanan panjang di laut.

Telah terbukti bahawa penyakit ini segera sembuh ketika makanan tertentu seperti sauerkraut diberikan. Baru kemudian diketahui bahawa penyebab penyakit ini adalah kekurangan vitamin C. Wabak penyakit kudis pelaut kemudian dicegah dengan memberi makan kepada pelaut dengan sauerkraut. Penyakit lain, yang hanya sebahagiannya disebabkan oleh kecacatan pada lisil hidroksilase manusia, adalah sindrom Ehlers-Danlos. Sindrom Ehlers-Danlos adalah istilah kolektif untuk pelbagai penyakit tisu penghubung keturunan dengan sebab yang berbeza. Sindrom ini dicirikan oleh kelemahan tisu penghubung yang teruk.

Kulit boleh dileburkan dan sendi terlalu mudah bergerak. Lysyl hydroxylase yang diubahsuai secara genetik mencetuskan sindrom Ehlers-Danlos jenis VI. Gen bermutasi yang disebut PLOD1, yang terletak di kromosom 1, bertanggungjawab untuk ini. Enzim cacat yang terbentuk dari ini tidak lagi berfungsi sepenuhnya dan hanya dapat menjadi pemangkin tindak balas hidroksilasi pada lisin. Tisu penghubung yang lemah berkembang dengan gejala yang diketahui serta penglibatan tambahan mata dan organ dalaman. Sindrom Jenis VI Ehlers-Danlos boleh diwarisi sebagai sifat resesif autosomal.