Hypoxantín je purínový envriate a nachádza sa vo viazanej forme ako nukleobáza a vo voľnej forme, napríklad v moči. Rovnako je prítomný v žľazách a kostná dreň. Ako deaminačný produkt adenínu sa hypoxantín oxiduje na kyselina močová a xantín. Menej často tvorí kostru nukleové kyseliny.
Čo je hypoxantín-guanín fosforibozyltransferáza?
Hypoxantín a guanín vedú k vzniku tetramérneho enzýmu hypoxantín-guanínfosforibozyltransferázy. V tejto súvislosti sú tetraméry makromolekuly pozostávajúce zo štyroch podobných stavebných blokov, presnejšie monomérov. Enzým je jedným z najdôležitejších v purínovom metabolizme eukaryotov, reaguje citlivo na gen u ľudí môžu spôsobiť odchýlky prostredníctvom génovej mutácie, ktoré sa prejavujú pri určitých metabolických ochoreniach. Sú to napríklad Lesch-Nyhan a Kelley-Seegmillerov syndróm.
Funkcia, efekty a úlohy
Enzým hypoxantín-guanínfosforibozyltransferáza zvyšuje metabolizmus purínov a ich energetickú účinnosť. Toto je založené na puríne základy, ktoré sú nukleové kyseliny štruktúrne odvodené od purínu. Sú to xantín, hypoxantín, adenín a guanín, ktoré sa viažu na iné základy by vodík dlhopisy. Takéto väzby majú hlavný vplyv na dvojitú špirálu DNA a replikáciu a hrajú úlohu v biosyntéze proteínov. Purín základy sa dajú recyklovať dvoma enzýmy. Okrem hypoxantín-guanín fosforibozyltransferázy je to adenín fosforibozyltransferáza. Oba tvoria nukleotid prostredníctvom fosforibozylového zvyšku, ktorý je zase základnou stavebnou jednotkou nukleové kyseliny v DNA aj RNA. Molekula pozostáva z cukor, základ a fosfát a reguluje životné funkcie v bunkách. Počas montáže sa ukladá ATP a kyselina močová tvorba je znížená. Keď sa purínové zásady recyklujú, označuje sa to ako záchranná cesta. Toto je všeobecný termín pre metabolické cesty, pri ktorých syntéza biomolekúl vyplýva z degradačných produktov. Organizmus tu vykonáva endogénnu recykláciu, pričom asi deväťdesiat percent purínových báz sa recykluje a desať percent sa skutočne vylúči. To demonštruje účinnosť recyklácie purínovej bázy a dôležitosť hypoxantín-guanínfosforibozyltransferázy.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne úrovne
Ak sa teraz na HPRT vyskytnú mutácie gen, veľkosť a aminokyseliny sa môže zmeniť. Môže to byť vloženie ďalších sekvencií DNA alebo nukleotidov, čo vedie k nesprávnej produkcii DNA gen produkt kódovaný na príslušnom géne, alebo dokonca delécia celej sekvencie. Napríklad, ak sa zmení aminokyselinová sekvencia, môžu sa vyskytnúť choroby ako napr dna bude mať za následok. Metabolické choroby, ako je Lesch-Nyhanov syndróm, sú obzvlášť závažné v dôsledku defektu génu. Toto sa dedí recesívnym spôsobom spojeným s x, čo znamená, že postihuje hlavne mužov, ktorí majú iba jeden chromozóm X. U žien môže byť prítomný genetický defekt, ktorý však prepukne ako choroba, iba ak obidva X chromozómy sú postihnuté, čo je pomerne zriedkavé. Vo väčšine prípadov druhý chromozóm X kompenzuje chybu v prvom.
Choroby a poruchy
Syndróm sa prejavuje nedostatkom hypoxantín-guanínfosforibozyltransferázy. Z dôvodu genetickej chyby sa enzým neprodukuje. Kvôli mutáciám a nedostatočnej recyklácii a premene zásaditých látok guanínu a hypoxantínu dochádza k akumulácii purínových zásaditých látok, ktoré sa musia v tele hromadiť viac a vylučovať. K rozkladu dochádza prostredníctvom medziproduktu xantínu, ktorý sa premieňa na kyselina močová a vylučuje sa obličkami. Ak je tento proces obmedzený, tvoria sa v oblasti kĺby, ktoré potom vyvolávajú zvýšené útoky z dna. Enzým sa už neprodukuje, hladina kyseliny močovej v tkanivách a krv zvyšuje, a centrálna nervový systém je narušený. Po narodení nie je Lesch-Nyhanov syndróm priamo viditeľný. Až asi po desiatich mesiacoch je to nápadné noha poloha rozpoznateľná a tendencia dieťaťa málo sa hýbať a duševne sa rozvíjať pomalšie. Syndróm sa prejavuje miernymi a závažnými prejavmi. Zvýšené vylučovanie kyseliny močovej a mierne dna záchvaty sú ľahšou formou; pri závažných prejavoch dochádza k poraneniu, ťažkému psychickému poškodeniu a agresii. K sebapoškodeniu dochádza prostredníctvom prst or peru uhryznutie. V prípade uhryznutia končatín sa často pozoruje, že postihnutí jedinci obmedzujú svoju autoagresiu iba na jednu ruku. Agresia sa potom zvlášť často zameriava na blízke osoby, ako sú súrodenci alebo rodičia. Najzávažnejší prejav choroby je charakterizovaný mnohonásobnými neurologickými dysfunkciami a veľmi výraznou tendenciou k mrzačeniu. Syndróm sa prejavuje ako kŕčovitosť, dystónia, hypotónia, choreoatetóza a zvýšená reflexivita. Psychické vlastnosti a vývoj sú vážne narušené. Do obzvlášť drastickej miery môže syndróm tiež viesť na smrť v tomto stav. Ochorenie je diagnostikované lekárskym obrazom. Hladina kyseliny močovej v moči a krv sa meria, ako aj aktivita hypoxantín-guanínfosforibozyltransferázy v tkanivách a krvi. Posledne menovaný je výrazne redukovaný a môže byť prítomný aj prenatálne. Terapia choroby je ťažké. Neexistuje žiadny liek a bez liečby dieťa zomrie v prvých rokoch života. V niektorých prípadoch mliečne zuby sa musia preventívne vyťažiť. Medzi ďalšie terapeutické prístupy patrí znižovanie hladín kyseliny močovej pomocou drogy ako alopurinol, ktorý pôsobí ako inhibítor dny. Aj keď to nerecykluje purínové bázy, zlepšuje to odbúravanie kyseliny močovej. Rovnako tak príslušné poruchy, infekcie a nervové poškodenie sú ošetrené a špeciálne strava odporúča sa, ktoré sa väčšinou vyhýba mäsu a má nízky obsah purínov. Výskum sa tiež vykonáva v oblasti psychosomatických sprievodných látok mozog stimulácia. Medicína dúfa, že to zabráni agresii a zmrzačeniu. Kelley-Seegmillerov syndróm je zase najmiernejšou formou deficitu hypoxantín-guanín fosforibozyltransferázy. Aj tu sa produkuje príliš veľa kyseliny močovej, čo vedie k predčasnej dne. Prvými príznakmi syndrómu sú oranžové kryštály v plienke dieťaťa, infekcie močových ciest a urolitiáza. Počas puberty dna alebo akútna artritída potom sa vyvíja. Mentálna zaostalosť a sebapoškodzovanie, ktoré sa prejavuje v prípade Lesch-Nyhanovho syndrómu, nie je tento prípad; môžu sa vyskytnúť najviac deficity pozornosti. Včasná liečba zvyčajne umožňuje postihnutým jedincom prežiť normálnu dĺžku života.
