Lisil hidroksilase

Lisil hidroksilase mewakili sekelompok enzim yang bertanggung jawab untuk hidroksilasi residu lisin dalam protein. Jadi mereka terutama berkontribusi pada struktur jaringan ikat. Gangguan fungsi lisil hidroksilase diekspresikan dalam penyakit seperti kudis atau sindrom Ehlers-Danlos herediter.

Apa itu lisil hidroksilase?

Lisil hidroksilase adalah enzim yang tugasnya mengkatalisasi modifikasi asam amino lisin pasca-translasi dengan memasukkan gugus hidroksil ke dalam lisin hidroksil. Ini memperkuat jaringan ikat karena rantai proteinnya diberi kesempatan untuk membentuk jaringan lebih jauh melalui gugus hidroksil.

Lisil hidroksilase manusia terdiri dari 727 asam amino. Lisil hidroksilase juga termasuk dalam kelompok hidroksilase, yaitu enzim yang secara umum mengkatalisasi penggabungan gugus hidroksil ke dalam molekul. Selain lisil hidroksilase, hidroksilase atau oksidoreduktase juga termasuk prolyl hidroksilase, fenilalanin hidroksilase, tirosin hidroksilase atau triptofan hidroksilase. Terutama bersama dengan prolyl hidroksilase, lisil hidroksilase memainkan peran penting dalam fungsi jaringan ikat. Kedua kelompok enzim tersebut membutuhkan koenzim vitamin C untuk fungsinya.

Fungsi, efek & tugas

Fungsi lisil hidroksilase secara eksklusif mengkatalisasi penggabungan gugus hidroksil menjadi residu lisin dalam protein. Dalam proses modifikasi pasca-translasi, asam amino hidroksilamina dibentuk dari lisin.

Meskipun hidroksilamina juga bebas, ia tidak dapat dimasukkan ke dalam protein dalam bentuk ini. Oleh karena itu, modifikasi pasca-translasi berarti konversi selanjutnya dari asam amino ini setelah protein dibangun. Ketika atom hidrogen ditukar dengan gugus hidroksil, gugus fungsi yang dapat melakukan fungsi penghubung dibangun ke dalam protein pada titik ini. Dengan bantuan gugus hidroksil, rantai protein yang berbeda dapat dihubungkan bersama. Lebih lanjut, molekul gula dapat berikatan dengan gugus fungsi ini. Kedua reaksi tersebut sangat penting antara lain dalam perkembangan jaringan ikat.

Jaringan ikat membungkus organisme dan organ dalam. Itu harus tegas dan kencang agar dapat membedakan antara organ yang berbeda secara fungsional. Ini dipastikan oleh protein jaringan ikat, yang mengandung persentase tinggi asam amino lisin dan prolin.Untuk tujuan ini, kedua asam amino kemudian dimodifikasi sebagian setelah dimasukkan ke dalam protein dengan menambahkan gugus hidroksil. Seperti yang telah disebutkan, dengan prolin reaksi ini dikatalisis oleh prolyl hidroksilase dan dengan lisin oleh lisil hidroksilase. Setelah pembentukan protein, reaksi modifikasi ini membuat jaringan rantai protein yang mewakili jaringan ikat yang rapat.

Tanpa fungsi kedua enzim, perkembangan jaringan ikat fungsional tidak akan mungkin terjadi sama sekali. Namun, kedua enzim hanya bekerja dengan bantuan asam askorbat koenzim, yaitu vitamin C. Dengan enzim yang diubah secara struktural melalui mutasi atau kekurangan vitamin C, hal ini dapat menyebabkan gangguan pada struktur jaringan ikat dan dengan demikian menyebabkan penyakit serius.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Gen PLOD1 bertanggung jawab untuk mengkode lisil hidroksilase manusia. Nama PLOD1 berasal dari nama lisil hidroksilase "procollagen lysine, 2-oxoglutarate-5-dioxygenase 1". Gen ini terletak di kromosom 1. Karena jaringan ikat baru terus diproduksi, terdapat juga kebutuhan permanen untuk produksi lisil hidroksilase. Oleh karena itu, mutasi gen ini dapat menimbulkan konsekuensi yang sangat serius bagi kesehatan organisme.

Penyakit & Gangguan

Gangguan fungsi lisil hidroksilase memainkan peran yang sangat penting dalam penyakit kudis dan sindrom Ehlers-Danlos. Penyakit kudis dikenal sebagai penyakit pelaut kuno, yang disebabkan oleh kekurangan vitamin C. Vitamin C, juga dikenal sebagai asam askorbat, berfungsi sebagai koenzim lisil hidroksilase dan prolyl hidroksilase. Jika hilang, asam amino lisin dan prolin dalam protein jaringan ikat tidak dapat lagi dihidroksilasi.

Karena ada penumpukan dan pemecahan protein jaringan ikat yang konstan, rantai protein semakin kurang mampu membentuk jaringan selama periode kekurangan vitamin. Jaringan ikat menjadi kendur dan tidak dapat lagi menjalankan fungsinya dengan baik. Berbagai gejala terjadi, termasuk kelelahan umum, kerentanan terhadap infeksi, gusi berdarah, gigi tanggal, penyembuhan luka yang buruk, masalah kulit yang parah, pengecilan otot dan banyak gangguan kesehatan lainnya. Penyakit kudis pada akhirnya dapat menyebabkan kematian akibat gagal jantung umum atau infeksi parah. Pelaut kuno sangat terpengaruh karena mereka tidak mendapatkan cukup vitamin C selama perjalanan panjang di laut.

Telah dibuktikan bahwa penyakit segera sembuh ketika makanan tertentu seperti sauerkraut diberikan. Belakangan diketahui bahwa penyebab penyakit itu adalah kekurangan vitamin C. Wabah penyakit kudis pelaut kemudian dicegah dengan memberi makan pelaut dengan sauerkraut. Penyakit lain, yang hanya sebagian dapat dikaitkan dengan cacat pada lisil hidroksilase manusia, adalah sindrom Ehlers-Danlos. Sindrom Ehlers-Danlos adalah istilah kolektif untuk berbagai penyakit jaringan ikat herediter dengan penyebab berbeda. Sindrom ini ditandai dengan kelemahan jaringan ikat yang parah.

Kulitnya terlalu meregang dan persendiannya terlalu banyak bergerak. Lisil hidroksilase yang dimodifikasi secara genetik memicu sindrom Ehlers-Danlos tipe VI. Gen bermutasi yang disebut PLOD1, yang terletak di kromosom 1, bertanggung jawab untuk ini. Enzim cacat yang terbentuk dari ini tidak lagi berfungsi penuh dan hanya dapat mengkatalisasi reaksi hidroksilasi pada lisin secara tidak memadai. Jaringan ikat yang lemah berkembang dengan gejala yang diketahui serta keterlibatan mata dan organ dalam. Sindrom Ehlers-Danlos tipe VI dapat diturunkan sebagai sifat resesif autosom.