أوكسيديز الألدهيد

ال أوكسيديز الألدهيد هو إنزيم يكسر الألدهيدات في الفقاريات. يمكن العثور عليها في أنسجة مختلفة من الثدييات والبشر. الوظيفة الدقيقة للألدهيد أوكسيديز غير معروفة بعد.

ما هو الألدهيد أوكسيديز؟

يساعد أوكسيديز الألدهيد (AOX1) في التحلل الأنزيمي للألدهيدات في الجسم. ومع ذلك ، فقد وجد أنه يحلل النيكوتين أيضًا إلى الكوتينين. يتم بناء ذرة الأكسجين في النيكوتين الخالي من الأكسجين لتشكيل هيكل ألدهيد.

بسبب هذه الحقيقة ، فإن الألدهيد أوكسيديز مهم أيضًا لعملية التمثيل الغذائي للتربتوفان وفي نفس الوقت للتحول الحيوي. يوجد بشكل رئيسي في العصارة الخلوية لخلايا الكبد والبنكرياس والرئتين والعضلات الهيكلية أو الخلايا الدهنية. يعتبر الموليبدينوم العامل المساعد مهمًا جدًا لنشاط الإنزيم. لا يوجد سوى جين AOX واحد في الحمض النووي البشري يمكنه ترميز إنزيم وظيفي. تنشط العديد من جينات AOX في الفقاريات الأخرى. يشبه الألدهيد أوكسيديز إلى حد كبير ويرتبط بإنزيم نازعة هيدروجين الزانثين.

يمكن لكلا الإنزيمين تحويل الهيبوكسانثين إلى زانثين عن طريق امتصاص ذرة الأكسجين وجزيء الماء. ومع ذلك ، فإن تحويل الزانثين إلى حمض اليوريك يحدث فقط من خلال زانثين هيدروجيناز (زانثين أوكسيديز). يتكون الألدهيد أوكسيديز من 1338 حمض أميني. يعمل موليبدوبترين و FAD و 2 (2Fe2S) كعوامل مساعدة لفعاليتها. يميز التفاعل الذي يتميز بالفعل بالاسم تحويل الألدهيدات بإضافة الأكسجين والماء إلى الأحماض الكربوكسيلية وبيروكسيد الهيدروجين.

الوظيفة والتأثير والمهام

يحفز إنزيم الألدهيد أوكسيديز عدة تفاعلات. بالنسبة للجزء الأكبر ، فهي مسؤولة عن تحويل الألدهيدات إلى أحماض كربوكسيلية مع إضافة الأكسجين والماء. بشكل عام ، يتوسط الألدهيد أوكسيديز إضافة ذرة أكسجين إلى ركيزة.

من بين أمور أخرى ، فإنه يحفز أيضًا تحويل النيكوتين إلى كونيتين. لذلك ، فإنه يلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في التحول الأحيائي واستقلاب التربتوفان. الموليبدينوم مطلوب دائمًا كعامل مساعد في هذه التفاعلات. كجزء من التحول الأحيائي ، فإنه يحول الكائنات الحية الغريبة مع مجموعات الألدهيد إلى الأحماض الكربوكسيلية المقابلة في تفاعل المرحلة الأولى. في تفاعل المرحلة الثانية ، يتم ربط حمض الجلوكورونيك بمجموعات الكربوكسيل لزيادة قابلية الذوبان في الماء لطرد الجزيء الغريب من الجسم.

من الناحية الهيكلية والكيميائية ، يرتبط الألدهيد أوكسيديز ارتباطًا وثيقًا بالإنزيم المتماثل زانثين هيدروجيناز (زانثين أوكسيديز). ومع ذلك ، فمن غير المعروف لماذا يتم تحفيز تحويل الزانثين إلى حمض اليوريك مع إضافة الأكسجين والماء فقط بواسطة أوكسيديز الزانثين. لا يزال يتم تحفيز تحويل هيبوكسانتين إلى زانثين بواسطة كلا الإنزيمين. علاوة على ذلك ، فإن الألدهيد أوكسيديز مسؤول أيضًا عن تكون الشحم (تكاثر الخلايا الدهنية).

يحفز إفراز هرمون الأنسجة أديبونكتين. يزيد الأديبونكتين بدوره من فعالية الأنسولين. في خلايا الكبد ، يمنع الأديبونكتين بدوره إفراز الألدهيد أوكسيديز. يؤدي نقص أوكسيديز الألدهيد (AOX1) أيضًا إلى منع تصدير الدهون من الخلايا. لم يتم بعد فهم الوظيفة الدقيقة لأكسيداز الألدهيد بشكل كامل.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

يوجد أوكسيديز الألدهيد بشكل رئيسي في سيتوبلازم خلايا الكبد. ومع ذلك ، يوجد أيضًا في الخلايا الدهنية وأنسجة الرئة والعضلات الهيكلية والبنكرياس. اعتاد أن يتم الخلط بينه وبين أوكسيديز الزانثين المتماثل.

كلا الإنزيمين لهما هيكل مماثل. ومع ذلك ، فإنها في بعض الأحيان تحفز ردود فعل مختلفة. يحتاج كلا الإنزيمين إلى نفس العوامل المساعدة لوظيفتهما. هذه هي موليبدوبترين و FAD و 2 (2Fe2S). ومع ذلك ، فإن الألدهيد أوكسيديز لا يحلل الألدهيدات فحسب ، بل إنه مسؤول أيضًا عن أكسدة المركبات الحلقية غير المتجانسة مثل النيكوتين إلى الكوتينين.

الأمراض والاضطرابات

جنبا إلى جنب مع زانثين ديهيدروجينيز (زانثين أوكسيديز) وأكسيداز الكبريتيت ، يعتمد الألدهيد أوكسيديز على العامل المساعد الموليبدينوم. يتم بناء الموليبدينوم في موليبدوبترين كذرة معقدة ويشكل العامل الموليبدينوم المساعد. في حالة نقص الموليبدينوم ، تعمل هذه الإنزيمات الثلاثة بشكل سيئ.

Xanthine dehydrogenase يحفز تكسير الزانثين إلى حمض البوليك. يشارك إنزيم الألدهيد أوكسيديز جزئيًا فقط في هذه العملية ، على سبيل المثال عندما يتحلل هيبوكسانثين إلى زانثين. هنا يتنافس حتى مع أوكسيديز الزانثين. ومن ثم لا يوجد نقص معزول في الألدهيد أوكسيديز. ومع ذلك ، فإن أوكسيديز الألدهيد يدعم تكسير الكاتيكولامينات. أوكسيديز الكبريت مسؤول عن تكسير الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت مثل السيستين أو التورين أو الميثيونين. إذا كان هذا الإنزيم ناقصًا ، فلن يتحول الكبريتيت إلى كبريتات. بسبب العامل المساعد الموليبدينوم ، عادة ما يكون للإنزيمات الثلاثة نقص شائع.

بالطبع ، من الممكن حدوث عيوب معزولة بسبب الطفرات لكل من هذه الإنزيمات. ومع ذلك ، لم يتم وصف أي صورة سريرية مع نقص معين في الألدهيد أوكسيديز حتى الآن. يعد نقص الموليبدينوم الناجم عن اتباع نظام غذائي غير متوازن نادرًا جدًا. ومع ذلك ، يمكن أن يحدث هذا مع التغذية الوريدية التي تكون منخفضة في الموليبدينوم لأكثر من ستة أشهر. في مثل هذه الحالات ، يعد تسرع التنفس ، أو عدم انتظام دقات القلب ، أو الصداع الشديد ، أو الغثيان ، أو القيء ، أو انسداد الوجه المركزي ، أو الغيبوبة أمرًا شائعًا. علاوة على ذلك ، هناك عدم تحمل لبعض الأحماض الأمينية. تم العثور على تركيزات مرتفعة من الكبريتيت في البول ، بينما انخفضت قيم حمض البوليك في الدم.

إذا استمر نقص الموليبدينوم ، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل في تحلل الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت ، وحساسية الكبريتيت ، وتساقط الشعر ، وانخفاض مستويات حمض اليوريك في الدم ، ومشاكل في الخصوبة. ومع ذلك ، فإن معظم الأعراض ناتجة عن أوكسيديز الكبريتيت ونقص نازعة هيدروجين الزانثين. من المحتمل أن يكون سبب عدم انتظام دقات القلب هو زيادة مستويات الأدرينالين أو النورادرينالين (الكاتيكولامينات) ، حيث يتأخر تفككها بسبب نقص الألدهيد أوكسيديز. يمكن أن يحدث نقص الموليبدينوم بسبب نظام غذائي منخفض للغاية في الموليبدينوم وفي أمراض الأمعاء الالتهابية مثل مرض كرون مع سوء امتصاص الطعام.

يعتبر نقص العامل المساعد الموليبدينوم الوراثي بسبب خلل في تخليق الموليبدوبترين مميتًا إذا فشلت جميع الإنزيمات الثلاثة دون علاج.