Dehydrogenázy sú enzýmy zúčastňujú sa na oxidačných procesoch. Vyskytujú sa v ľudskom tele v rôznych variantoch a katalyzujú napríklad rozpad alkohol v pečeň.
Čo sú dehydrogenázy?
Dehydrogenázy sú špecializované enzýmy. Tieto biokatalyzátory urýchľujú prirodzenú oxidáciu substrátov. Látka, ktorá oxiduje, stráca elektróny. V biologických reakciách sa dehydrogenázy štiepia vodík anióny zo substrátu. Anióny sú negatívne nabité častice. V takom prípade a vodík atóm prijíma elektrón a tým získava negatívny elektrický náboj. Skutočná reakcia prebieha na aktívnom mieste enzýmu. Keď dehydrogenáza štiepi vodík anión zo substrátu, kofaktory prijímajú elektróny a vodík. Kofaktori sú molekuly ktoré hrajú pomocnú úlohu v enzymatických procesoch, ale nie sú zapojené do samotného štiepenia. Kofaktory dehydrogenáz zahŕňajú nikotínamidadenín-dinukleotid (NAD +) a flavín-adenín-dinukleotid (FAD). Na rozdiel od dehydrogenáz sa dehydratázy štiepia celé voda molekuly z ich substrátu. Dehydrogenázy môžu tiež spôsobiť opačnú reakciu, prispievajú skôr k redukcii ako k oxidácii. Pri redukcii častica prijíma elektróny namiesto toho, aby ich darovala. Biológia klasifikuje dehydrogenázy ako oxid reduktázy. Tento typ enzýmu existuje v každom živom organizme.
Funkcia, činnosť a úlohy
Dehydrogenázy tvoria skupinu zloženú z mnohých špecializovaných enzýmy. Jednotlivé enzýmy majú v ľudskom tele odlišné úlohy. Biológia ďalej rozdeľuje rôzne dehydrogenázy do podskupín. Napríklad aldehyddehydrogenázy (ALDH) tvoria skupinu dehydrogenáz nachádzajúcich sa predovšetkým v pečeň. Spravidla je ALDH zodpovedný iba za konkrétny substrát a nemôže sa podieľať na oxidácii iných substrátov. ALDH1A1, -1A2 a -1A3, napríklad, spracovávajú sietnicu, ktorá sa nachádza v vitamín. Existujú však výnimky z tohto pravidla: napríklad ALDH2 môže pracovať s rôznymi substrátmi a neobmedzuje sa iba na jednu látku. V pečeň, dehydrogenázy sa štiepia alkohol, Napríklad etanol. Podieľajú sa tak na čistení krv, ktorý je jedným z najdôležitejších úlohy pečene, etanol molekula najskôr zakotví na aktívnom mieste alkohol hydrogenáza (RDA). Pomocou enzýmu sa etanol oxiduje odštiepením záporne nabitého atómu vodíka a jeho uvoľnením do svojho kofaktora NAD +: RDA týmto spôsobom premieňa etanol na acetaldehyd. Acetaldehyd alebo etanal sú toxické a spôsobujú množstvo zdravie sťažnosti. Jedlo zvyčajne obsahuje málo etanolu, ktorý telo dokáže rýchlo premeniť. Preto sú aj množstvá etanalu malé. Acetaldehyd zase poskytuje substrát pre ALDH. ALDH katalyzuje premenu acetaldehydu na octová kyselina predtým, ako sa kyselina octová môže ďalej štiepiť a štiepiť na voda a uhlík oxid. V tejto podobe molekuly sú úplne neškodné.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Dehydrogenázy sa väčšinou nachádzajú v kvapalných častiach bunkovej plazmy alebo v mitochondrie. Ženské telá produkujú menej RDA ako telá mužov. To prispieva k tomu, že ženy sú v priemere citlivejšie na alkohol. Presné hladiny rôznych dehydrogenáz sa líšia nielen medzi rôznymi enzýmovými skupinami, ale aj medzi rôznymi jednotlivcami a etnickými skupinami. Vo východnej Ázii a medzi pôvodnými obyvateľmi Ameriky a Austrálie sú hladiny ADH v priemere nižšie ako napríklad u Európanov. Ľudský genóm má 19 známych génov, ktoré určujú ALDH. Tieto gény sú lokalizované na dvanástom chromozóme. Určujú postupnosť aminokyseliny v rámci proteínových reťazcov. Táto sekvencia zase určuje vlastnosti proteínových štruktúr. Tvar dehydrogenáz a teda ich funkcia závisí aj od poradia aminokyseliny počas syntézy. Napríklad ALDH2 sa skladá z 500 aminokyseliny. Bunky spravidla syntetizujú dehydrogenázy, ktoré tiež potrebujú neskôr; to vylučuje potrebu transportu látok.
Choroby a poruchy
Pri rozklade alkoholu v ľudskom tele sa ako medziprodukt vytvára acetaldehyd. Látka je toxická; enzým ALDH ho preto musí premeniť na octová kyselina tak rýchlo ako sa dá. Pri väčšom množstve alkoholu to však zvyčajne nie je úplne úspešné. Niekoľko hodín po požití alkoholu preto kocovina zvyšky. Medicína to tiež označuje ako veisalgia. Typické príznaky sú bolesť hlavymalátnosť, pocit potopenia v žalúdok, zvracanie a strata chuti do jedla. Schopnosť sústrediť sa a reagovať je často narušená. To, ako citliví sú ľudia na alkohol, závisí okrem iného od toho, koľko dehydrogenáz produkujú pečeňové bunky. Dehydrogenázy tiež zohrávajú úlohu pri vývoji alebo udržiavaní rôznych chorôb. Napríklad mastná aldehyddehydrogenáza (FALDH) zaujíma ústredné miesto vo vývoji Sjögrenov syndróm. Hlavné príznaky syndrómu sú psychické retardácia a progresívne spastické paraplégia. Spastické paraplégia je neurodegeneratívne ochorenie a je charakterizované spastickou paralýzou v nohách. Sjögren-Larssonov syndróm tiež spôsobuje zrohovatenú vrstvu koža aby boli výraznejšie a aby boli zreteľne viditeľné šupiny kože (ichtyóza). Okrem týchto troch hlavných príznakov sú časté aj poruchy sietnice. Príčina syndrómu spočíva v génoch, ktoré kódujú FALDH. Vďaka mutácii telo nesprávne syntetizuje enzýmový komplex obsahujúci FALDH. V dôsledku toho koncentrácie mastných alkoholy a mastné aldehydy v krv zvyšuje sa plazma.
