Aldehida oksidase

Itu Aldehida oksidase adalah enzim yang memecah aldehida pada vertebrata. Ini dapat ditemukan di berbagai jaringan mamalia dan manusia. Fungsi pasti dari oksidase aldehida belum diketahui.

Apa itu aldehida oksidase?

Aldehida oksidase (AOX1) membantu pemecahan enzimatik aldehida dalam tubuh. Namun, ternyata juga memecah nikotin menjadi cotinine. Sebuah atom oksigen dibangun ke dalam nikotin bebas oksigen untuk membentuk struktur aldehida.

Karena fakta ini, aldehida oksidase juga penting untuk metabolisme triptofan dan pada saat yang sama untuk biotransformasi. Ini terutama ditemukan di sitosol sel hati, pankreas, paru-paru, otot rangka atau sel lemak. Kofaktor molibdenum sangat penting untuk aktivitas enzim. Hanya ada satu gen AOX dalam DNA manusia yang dapat menyandikan enzim fungsional. Beberapa gen AOX aktif pada vertebrata lain. Aldehida oksidase sangat mirip dan terkait dengan enzim xantin dehidrogenase.

Kedua enzim dapat mengubah hipoksantin menjadi xantin dengan menyerap atom oksigen dan molekul air. Konversi xantin menjadi asam urat, bagaimanapun, hanya terjadi melalui xantin hidrogenase (xantin oksidase). Aldehida oksidase terdiri dari 1338 asam amino. Molybdopterin, FAD dan 2 (2Fe2S) berfungsi sebagai kofaktor untuk efektivitasnya. Reaksi yang sudah ditandai dengan nama mencirikan konversi aldehida dengan penambahan oksigen dan air menjadi asam karboksilat dan hidrogen peroksida.

Fungsi, efek & tugas

Enzim aldehida oksidase mengkatalisis beberapa reaksi. Untuk sebagian besar, ini bertanggung jawab untuk konversi aldehida menjadi asam karboksilat dengan penambahan oksigen dan air. Secara umum, aldehida oksidase memediasi penambahan atom oksigen ke substrat.

Diantaranya, ia juga mengkatalisasi konversi nikotin menjadi conitin. Oleh karena itu, ia juga memainkan peran utama dalam biotransformasi dan metabolisme triptofan. Molibdenum selalu dibutuhkan sebagai kofaktor dalam reaksi ini. Sebagai bagian dari biotransformasi, ia mengubah xenobiotik dengan gugus aldehida menjadi asam karboksilat yang sesuai dalam reaksi fase I. Pada reaksi fase II, asam glukuronat dilekatkan pada gugus karboksil untuk meningkatkan kelarutan dalam air guna mengeluarkan molekul asing dari tubuh.

Secara struktural dan kimiawi, aldehida oksidase berhubungan erat dengan enzim homolog xantin hidrogenase (xantin oksidase). Namun, tidak diketahui mengapa konversi xantin menjadi asam urat dengan penambahan oksigen dan air hanya dikatalisis oleh xantin oksidase. Konversi hipoksantin menjadi xantin masih dikatalisis oleh kedua enzim tersebut. Lebih lanjut, aldehyde oxidase juga bertanggung jawab untuk adipogenesis (reproduksi sel lemak).

Ini merangsang sekresi hormon jaringan adiponektin. Adiponektin, pada gilirannya, meningkatkan efektivitas insulin. Dalam hepatosit, adiponektin pada gilirannya menghambat pelepasan oksidase aldehida. Kekurangan aldehida oksidase (AOX1) juga menghambat ekspor lipid dari sel. Fungsi pasti dari oksidase aldehida belum sepenuhnya dipahami.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Aldehida oksidase terutama ditemukan di sitoplasma sel hati. Namun, itu juga ditemukan di sel lemak, jaringan paru-paru, otot rangka, dan pankreas. Dulu dikacaukan dengan xantin oksidase homolog.

Kedua enzim tersebut memiliki struktur yang serupa. Namun, terkadang mereka memicu reaksi yang berbeda. Kedua enzim tersebut membutuhkan kofaktor yang sama untuk fungsinya. Ini adalah molybdopterin, FAD dan 2 (2Fe2S). Namun, oksidase aldehida tidak hanya mendegradasi aldehida, tetapi juga bertanggung jawab untuk oksidasi senyawa N-heterosiklik seperti nikotin menjadi kotinin.

Penyakit & Gangguan

Bersama dengan xantin dehidrogenase (xantin oksidase) dan sulfit oksidase, aldehida oksidase bergantung pada kofaktor molibdenum. Molibdenum dibangun menjadi molibdopterin sebagai atom kompleks dan membentuk kofaktor molibdenum. Dalam kasus defisiensi molibdenum, ketiga enzim ini berfungsi dengan buruk.

Xanthine dehydrogenase mengkatalisis pemecahan xanthine menjadi asam urat. Enzim aldehida oksidase hanya terlibat sebagian dalam proses ini, misalnya ketika hipoksantin dipecah menjadi xantin. Di sini bahkan bersaing dengan xantin oksidase. Oleh karena itu tidak ada defisiensi aldehida oksidase yang terisolasi. Namun, oksidase aldehida mendukung pemecahan katekolamin. Oksidase sulfit bertanggung jawab atas pemecahan asam amino yang mengandung sulfur seperti sistein, taurin atau metionin. Jika enzim ini kekurangan, sulfit tidak lagi diubah menjadi sulfat. Karena kofaktor molibdenum, ketiga enzim tersebut biasanya memiliki kekurangan yang sama.

Tentu saja, cacat terisolasi akibat mutasi dimungkinkan untuk masing-masing enzim ini. Namun, sejauh ini belum ada gambaran klinis dengan defisiensi aldehida oksidase spesifik. Kekurangan molibdenum yang disebabkan oleh pola makan yang tidak seimbang sangat jarang terjadi. Namun, hal ini dapat terjadi dengan nutrisi parenteral yang rendah molibdenum selama lebih dari enam bulan. Dalam kasus seperti itu, takipnea, takikardia, sakit kepala parah, mual, muntah, obstruksi wajah sentral, atau koma sering terjadi. Selain itu, ada intoleransi terhadap asam amino tertentu. Konsentrasi sulfit yang tinggi ditemukan dalam urin, sedangkan penurunan nilai asam urat ditemukan dalam darah.

Jika kekurangan molibdenum berlanjut, hal itu dapat menyebabkan masalah dengan pemecahan asam amino yang mengandung sulfur, alergi sulfit, rambut rontok, kadar asam urat darah rendah dan masalah kesuburan. Namun, sebagian besar gejala disebabkan oleh defisiensi sulfit oksidase dan xantin dehidrogenase. Takikardia mungkin disebabkan oleh peningkatan kadar adrenalin atau noradrenalin (katekolamin), karena pemecahannya tertunda karena kurangnya oksidase aldehida. Kekurangan molibdenum dapat disebabkan oleh pola makan yang sangat rendah molibdenum dan penyakit radang usus seperti penyakit Crohn dengan malabsorpsi makanan.

Defisiensi kofaktor molibdenum herediter akibat gangguan sintesis molibdenum berakibat fatal jika ketiga enzim gagal tanpa pengobatan.