ديهيدروجينازات

ديهيدروجينازات هي إنزيمات تشارك في عمليات الأكسدة. تحدث في أشكال مختلفة في جسم الإنسان ، على سبيل المثال ، تحفز تكسير الكحول في الكبد.

ما هي نازعات الهيدروجين؟

ديهيدروجينازات هي إنزيمات متخصصة. تعمل المحفزات الحيوية على تسريع الأكسدة الطبيعية للركائز. المادة التي تتأكسد تفقد الإلكترونات. في التفاعلات البيولوجية ، انفصلت نازعة الهيدروجين أنيون الهيدروجين من ركيزة. الأنيونات هي جزيئات سالبة الشحنة.

في هذه الحالة ، تقبل ذرة الهيدروجين إلكترونًا وبالتالي تتلقى شحنة كهربائية سالبة. يحدث التفاعل الفعلي في المركز النشط للإنزيم. عندما يشق ديهيدروجينيز أنيون الهيدروجين من ركيزة ، تأخذ العوامل المساعدة الإلكترونات والهيدروجين. العوامل المساعدة هي جزيئات تلعب دورًا مساعدًا في العمليات الأنزيمية ، ولكنها لا تشارك في الانقسام نفسه. تشمل العوامل المساعدة لنزعة الهيدروجين نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD +) وفلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD).

على عكس نازعات الهيدروجين ، فإن ديهيدراتازات تفصل جزيئات الماء بأكملها من الركيزة. يمكن أن تسبب نازعة الهيدروجين أيضًا رد فعل مضاد وتساهم في الاختزال بدلاً من الأكسدة. أثناء الاختزال ، يقبل الجسيم الإلكترونات بدلاً من التخلي عنها. يخصص علم الأحياء نازعات الهيدروجين إلى اختزال الأكسيد. توجد هذه الأنواع من الإنزيمات في كل كائن حي.

الوظيفة والتأثير والمهام

ديهيدروجينيز هي مجموعة مكونة من العديد من الإنزيمات المتخصصة. للأنزيمات الفردية مهام مختلفة في جسم الإنسان. يقسم علم الأحياء مختلف نازعات الهيدروجين إلى مجموعات فرعية أخرى.

على سبيل المثال ، تشكل نازعات الهيدروجين الألدهيد (ALDH) مجموعة من نازعات الهيدروجين الموجودة بشكل أساسي في الكبد. كقاعدة عامة ، يكون ALDH مسؤولاً فقط عن ركيزة معينة ولا يمكنه المساهمة في أكسدة الركائز الأخرى. على سبيل المثال ، ALDH1A1 و -1A2 و -1A3 عملية شبكية العين ، والتي توجد في فيتامين أ. ومع ذلك ، هناك استثناءات لهذه القاعدة: ALDH2 ، على سبيل المثال ، يمكن أن يعمل مع ركائز مختلفة ولا يقتصر على مادة واحدة.

في الكبد ، تقوم نازعات الهيدروجين بتفكيك الكحول ، مثل الإيثانول. فهي تساعد على تطهير الدم ، وهي من أهم مهام الكبد. يرسو جزيء الإيثانول أولاً في المركز النشط لهيدروجينيز الكحول (ADH). بمساعدة الإنزيم ، يتأكسد الإيثانول عن طريق فصل ذرة الهيدروجين سالبة الشحنة وإعطائها لعاملها المساعد NAD +: بهذه الطريقة ، يحول ADH الإيثانول إلى أسيتالديهيد. الأسيتالديهيد ، أو الإيثانيل ، مادة سامة وتسبب عددًا من الاضطرابات الصحية.

يحتوي الطعام عادة على كمية صغيرة من الإيثانول ، والتي يمكن للجسم تحويلها بسرعة. لذلك فإن الكميات الإيثالية صغيرة فقط. الأسيتالديهيد بدوره هو الركيزة لـ ALDH. يحفز ALDH تحويل الأسيتالديهيد إلى حمض أسيتيك قبل أن يتم تقسيم حمض الأسيتيك وتقسيمه إلى ماء وثاني أكسيد الكربون. في هذا الشكل ، تكون الجزيئات غير ضارة تمامًا.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

توجد نازعات الهيدروجين في الغالب في الأجزاء السائلة من بلازما الخلية أو في الميتوكوندريا. تنتج أجسام النساء أقل من هرمون ADH من أجسام الرجال. هذا يساهم في حقيقة أن النساء في المتوسط ​​أكثر حساسية للكحول.

تختلف القيم الدقيقة لنزعات الهيدروجين المختلفة ليس فقط بين مجموعات الإنزيمات المختلفة ، ولكن أيضًا بين مختلف الأفراد والمجموعات العرقية. في شرق آسيا وبين الشعوب الأصلية في أمريكا وأستراليا ، تكون مستويات هرمون (ADH) أقل في المتوسط ​​من الأوروبيين على سبيل المثال. يحتوي الجينوم البشري على 19 جينًا معروفًا تحدد ALDH. هذه الجينات موجودة على الكروموسوم الثاني عشر. إنهم يحددون ترتيب الأحماض الأمينية داخل سلاسل البروتين.

تنتج خصائص هياكل البروتين عن هذا التسلسل. يعتمد شكل نازعات الهيدروجين وبالتالي وظيفتها أيضًا على تسلسل الأحماض الأمينية أثناء التوليف. على سبيل المثال ، يتكون ALDH2 من 500 حمض أميني. كقاعدة عامة ، تصنع الخلايا ديهيدروجينازات ، والتي تحتاجها أيضًا لاحقًا ؛ هذا يعني أنه ليست هناك حاجة لنقل المواد.

الأمراض والاضطرابات

عندما يتحلل الكحول في جسم الإنسان ، يتشكل الأسيتالديهيد كمرحلة وسيطة. المادة سامة. لذلك يجب على إنزيم ALDH تحويله إلى حمض أسيتيك بأسرع ما يمكن. ومع ذلك ، مع وجود كميات أكبر من الكحول ، لا يعمل هذا عادةً بشكل كامل. لذلك ، فإن المخلفات باقية بعد ساعات قليلة من تناول الكحول.

يسميها الطب أيضًا Veisalgia. الأعراض النموذجية هي الصداع ، والتوعك ، والغثيان في المعدة ، والقيء ، وفقدان الشهية. غالبًا ما تكون القدرة على التركيز والتفاعل محدودة. تعتمد درجة حساسية الأشخاص للكحول ، من بين أمور أخرى ، على عدد نازعات الهيدروجين التي تنتجها خلايا الكبد. تلعب Dehydrogenases أيضًا دورًا في تطوير أو الحفاظ على الأمراض المختلفة. يلعب نازع هيدروجين الألدهيد الدهني (FALDH) ، على سبيل المثال ، دورًا رئيسيًا في تطور متلازمة سجوجرن.

تتمثل الأعراض الرئيسية للصورة السريرية في التخلف العقلي والشلل النصفي التشنجي التدريجي. الشلل النصفي التشنجي هو مرض تنكسي عصبي ويتميز بشلل تشنجي في الساقين. تعني متلازمة سجوجرن-لارسون أيضًا أن الطبقة القرنية من الجلد تكون أكثر وضوحًا وتشكل قشورًا جلدية مرئية بوضوح (السماك). بالإضافة إلى هذه الأعراض الأساسية الثلاثة ، فإن اضطرابات شبكية العين شائعة. يكمن سبب المتلازمة في الجينات التي ترمز إلى FALDH. بسبب طفرة ، لا يصنع الجسم مركب الإنزيم بشكل صحيح مع FALDH. نتيجة لذلك ، يزداد تركيز الكحولات الدهنية والألدهيدات الدهنية في بلازما الدم.