Aldehyd oxidáza predstavuje enzým, ktorý sa odbúrava aldehydy u stavovcov. Nachádza sa v rôznych tkanivách cicavcov a ľudí. Presná funkcia aldehydoxidázy nie je zatiaľ známa.
Čo je to aldehyd oxidáza?
Aldehyd oxidáza (AOX1) pomáha pri enzymatickom odbúravaní aldehydy v tele. Zistilo sa však tiež, že sa rozpadá nikotín na kotinin. V tomto procese, kyslík atóm je zabudovaný do kyslíka neobsahujúceho nikotín za vzniku aldehydovej štruktúry. Z tohto dôvodu je aldehyd oxidáza tiež dôležitá pre tryptofán metabolizmus a zároveň pre biotransformáciu. Nachádza sa hlavne v cytosóle látky pečeň bunky, pankreas, pľúca, kostrové svalstvo alebo tukové bunky. Pre činnosť enzýmu je veľmi dôležitý kofaktor molybdén. V ľudskej DNA je iba jeden AOX gen ktoré môžu kódovať funkčný enzým. U ostatných stavovcov je aktívnych niekoľko génov AOX. Aldehyd oxidáza je veľmi podobná a súvisí s enzýmom xantíndehydrogenáza. Oboje enzýmy sa môže použiť na premenu hypoxantínu na xantín so začlenením kyslík atóm a voda molekula. Avšak premena xantínu na kyselina močová sa uskutočňuje iba xantínhydrogenázou (xantínoxidáza). Aldehyd oxidáza pozostáva z 1338 aminokyseliny. Molybdopterín, FAD a 2 (2Fe2S) slúžia ako kofaktory pre jeho účinnosť. Reakcia, ktorú už charakterizuje jej názov, označuje konverziu látky aldehydy na karboxylové kyseliny a vodík peroxid s prídavkom kyslík a voda.
Funkcia, činnosť a úlohy
Enzým aldehyd oxidáza katalyzuje niekoľko reakcií. Z veľkej časti je zodpovedný za premenu aldehydov na karboxylové kyseliny s prídavkom kyslíka a voda. Všeobecne aldehyd oxidáza sprostredkuje pridanie atómu kyslíka k substrátu. Okrem iného tiež katalyzuje premenu nikotín konitínovať. Preto tiež hrá dôležitú úlohu v biotransformácii a tryptofán metabolizmus. Pri týchto reakciách je ako kofaktor nevyhnutný vždy molybdén. Pri biotransformácii prevádza xenobiotiká s aldehydovými skupinami na zodpovedajúce karboxylové kyseliny vo fáze I reakcie. Kyselina glukurónová sa pridáva ku karboxylovým skupinám v reakcii fázy II s cieľom zvýšiť rozpustnosť vo vode a vyplaviť cudziu molekulu z tela. Štrukturálne a chemicky je aldehydoxidáza úzko spojená s homológnym enzýmom xantínhydrogenáza (xantínoxidáza). Prečo však konverzia xantínu na kyselina močová s prídavkom kyslíka a vody nie je katalyzovaný iba xantínoxidázou, nie je známy. Konverziu hypoxantínu na xantín stále katalyzujú obidve enzýmy. Ďalej je aldehyd oxidáza tiež zodpovedná za adipogenézu (množenie tukových buniek). V tomto procese stimuluje uvoľňovanie tkanivového hormónu adiponektínu. Adiponektín zase zvyšuje účinnosť inzulín. V hepatocytoch adiponektín zase inhibuje uvoľňovanie aldehyd oxidázy. Nedostatok aldehyd oxidázy (AOX1) tiež inhibuje lipidový export z buniek. Presná funkcia aldehydoxidázy nie je úplne objasnená.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne úrovne
Aldehyd oxidáza sa nachádza hlavne v cytoplazme pečeň bunky. Nachádza sa však aj v tukových bunkách, pľúca tkanivo, kostrové svalstvo a pankreas. Kedysi sa to zamieňalo s homológnou xantínoxidázou. Aj keď oboje enzýmy sú štrukturálne podobné. Katalyzujú však čiastočne odlišné reakcie. Oba enzýmy však pre svoju funkciu vyžadujú rovnaké kofaktory. Jedná sa o molybdopterín, FAD a 2 (2Fe2S). Avšak aldehydoxidáza nielenže degraduje aldehydy, ale je tiež zodpovedná za oxidáciu N-heterocyklických zlúčenín, ako je nikotín, na kotinín.
Choroby a poruchy
Spolu s xantíndehydrogenázou (xantínoxidáza) a siričitan oxidázou je aldehyd oxidáza závislá od kofaktora molybdénu. Molybdén je zabudovaný ako komplexný atóm v molybdopteríne a vytvára kolyfaktor molybdénu. Nedostatok molybdénu vedie k nedostatočnej funkcii týchto troch enzýmov. Xantíndehydrogenáza katalyzuje štiepenie xantínu na kyselina močová. Enzým aldehyd oxidáza sa na tomto procese podieľa iba čiastočne, napríklad na degradácii hypoxantínu na xantín. Tu dokonca súťaží s xantínoxidázou. Preto neexistuje žiadny izolovaný nedostatok aldehyd oxidázy. Aldehydoxidáza však podporuje odbúravanie katecholamíny.Siričitan oxidáza je zodpovedná za odbúravanie síra-obsahujúce aminokyseliny ako cysteín, taurín or metionín. Ak je tento enzým nedostatočný, siričitan sa už nemení na síran. Kvôli kofaktoru molybdénu sú tieto tri enzýmy zvyčajne nedostatočné spoločne. Pre každý z týchto enzýmov sú samozrejme možné izolované defekty spôsobené mutáciami. Doposiaľ však nebol popísaný žiadny klinický obraz so špecifickým nedostatkom aldehyd oxidázy. Nedostatok molybdénu vyvolaný nevyváženým stavom strava je opäť veľmi vzácny. K tomu však môže dôjsť pri viac ako šiestich mesiacoch s nedostatkom molybdénu parenterálna výživa. V takýchto prípadoch tachypnoe, tachykardia, vážne bolesť hlavy, nevoľnosť, zvracanie, centrálne deficity tváre alebo kóma často vyskytujú. Ďalej neznášanlivosť na určité aminokyseliny vyskytuje. Zvýšené koncentrácie siričitanu sa nachádzajú v moči, zatiaľ čo znížené hladiny kyseliny močovej sa vyskytujú v moči krv. Ak nedostatok molybdénu pretrváva dlhší čas, môžu sa vyskytnúť problémy s jeho odbúravaním síra-obsahujúce amino kyselinyalergie na siričitan, vypadávanie vlasov, nízke hladiny kyseliny močovej v krva problémy s plodnosťou. Väčšina príznakov je však spôsobená nedostatkom siričitan oxidázy a xantíndehydrogenázy. tachykardia je pravdepodobne spôsobená zvýšenou hladinou adrenalínu alebo noradrenalínu (katecholamíny), pretože ich rozpad je oneskorený nedostatkom aldehyd oxidázy. Nedostatok molybdénu môže byť spôsobený extrémne nízkym obsahom molybdénu a zápalovými ochoreniami čriev, ako sú napr Crohnova choroba s malabsorpciou potravy. Dedičný nedostatok kofaktora molybdénu v dôsledku zhoršenej syntézy molybdopterínu je fatálny v dôsledku úplného zlyhania všetkých troch enzýmov bez liečby.
