Aldehīda oksidāze ir ferments, kas noārdās aldehīdi mugurkaulniekiem. Tas ir atrodams dažādos zīdītāju un cilvēku audos. Precīza aldehīda oksidāzes funkcija vēl nav zināma.
Kas ir aldehīda oksidāze?
Aldehīda oksidāze (AOX1) palīdz fermentatīvā sadalījumā aldehīdi ķermenī. Tomēr ir arī konstatēts, ka tas sabojājas nikotīns uz kotinīnu. Šajā procesā skābeklis atoms ir iestrādāts bez skābekļa nikotīns lai izveidotu aldehīda struktūru. Šī fakta dēļ aldehīda oksidāze ir svarīga arī triptofāns metabolismu un vienlaikus biotransformācijai. Tas galvenokārt atrodams citosolā aknas šūnas, aizkuņģa dziedzeris, plaušu, skeleta muskuļu vai tauku šūnas. Fermenta aktivitātei kofaktors molibdēns ir ļoti svarīgs. Cilvēka DNS ir tikai viens AOX gēns kas var kodēt funkcionālu fermentu. Citos mugurkaulniekos aktīvi darbojas vairāki AOX gēni. Aldehīda oksidāze ir ļoti līdzīga un saistīta ar fermentu ksantīna dehidrogenāzi. Abi fermenti var izmantot, lai pārveidotu hipoksantīnu par ksantīnu, iekļaujot skābeklis atoms un ūdens molekula. Tomēr ksantīna pārveidošana par urīnskābe veic tikai ksantīna hidrogenāze (ksantīna oksidāze). Aldehīda oksidāze sastāv no 1338 aminoskābes. Molibdopterīns, FAD un 2 (2Fe2S) kalpo kā kofaktori tā efektivitātei. Reakcija, ko jau raksturo tās nosaukums, iezīmē aldehīdi uz karbonskābes un ūdeņradis peroksīds, pievienojot skābeklis un ūdens.
Funkcija, darbība un uzdevumi
Ferments aldehīda oksidāze katalizē vairākas reakcijas. Lielākoties tā ir atbildīga par aldehīdu pārveidošanos par karbonskābes pievienojot skābekli un ūdens. Parasti aldehīda oksidāze ir starpnieks skābekļa atoma pievienošanai substrātam. Cita starpā tas arī katalizē nikotīns uz konitīnu. Tāpēc tai ir arī liela loma biotransformācijā un triptofāns vielmaiņa. Šajās reakcijās molibdēns vienmēr ir nepieciešams kā kofaktors. Biotransformācijā tas pārvērš ksenobiotikas ar aldehīdu grupām attiecīgajās karbonskābes I fāzes reakcijā. Lai palielinātu šķīdību ūdenī un izskalotu svešo molekulu no ķermeņa, II fāzes reakcijā karboksilgrupām pievieno glikuronskābi. Strukturāli un ķīmiski aldehīda oksidāze ir cieši saistīta ar homologo fermentu ksantīna hidrogēzi (ksantīna oksidāzi). Tomēr kāpēc ksantīna pārvēršana par urīnskābe pievienojot skābekli un ūdeni, katalizē tikai ksantīna oksidāze. Hipoksantīna pārveidošanos par ksantīnu joprojām katalizē abi fermenti. Turklāt aldehīda oksidāze ir atbildīga arī par adipoģenēzi (tauku šūnu proliferāciju). Šajā procesā tas stimulē audu hormona adiponektīna izdalīšanos. Adiponektīns savukārt palielina insulīna. Hepatocītos adiponektīns savukārt kavē aldehīda oksidāzes izdalīšanos. Aldehīda oksidāzes (AOX1) deficīts kavē arī lipīdu eksportu no šūnām. Precīza aldehīda oksidāzes funkcija nav pilnībā izprotama.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālie līmeņi
Aldehīda oksidāze galvenokārt atrodama citoplazmā aknas šūnas. Tomēr tas ir atrodams arī tauku šūnās, plaušu audi, skeleta muskuļi un aizkuņģa dziedzeris. Agrāk to sajauca ar homologo ksantīna oksidāzi. Lai gan abi fermenti ir strukturāli līdzīgi. Tomēr tie katalizē daļēji dažādas reakcijas. Tomēr abiem fermentiem to darbībai nepieciešami vieni un tie paši kofaktori. Tie ir molibdopterīns, FAD un 2 (2Fe2S). Tomēr aldehīda oksidāze ne tikai noārda aldehīdus, bet ir atbildīga arī par N-heterociklisko savienojumu, piemēram, nikotīna, oksidēšanos par kotinīnu.
Slimības un traucējumi
Kopā ar ksantīna dehidrogenāzi (ksantīna oksidāzi) un sulfīta oksidāzi aldehīda oksidāze ir atkarīga no kofaktora molibdēna. Molibdēns ir iekļauts kā komplekss atoms molibdopterīnā un veido molibdēna kofaktoru. Molibdēna deficīta rezultātā šo trīs enzīmu darbība ir nepietiekama. Ksantīna dehidrogenāze katalizē ksantīna sadalīšanos līdz urīnskābe. Ferments aldehīda oksidāze šajā procesā ir iesaistīts tikai daļēji, piemēram, hipoksantīna sadalīšanās procesā līdz ksantīnam. Šeit tas pat konkurē ar ksantīna oksidāzi. Tādēļ nav izolēta aldehīda oksidāzes deficīta. Tomēr aldehīda oksidāze atbalsta kateholamīni.Sulfīta oksidāze ir atbildīga par sērs-satur aminoskābes piemēram, cisteīns, taurīns or metionīns. Ja šī fermenta trūkums ir, sulfīts vairs netiek pārveidots par sulfātu. Kofaktora molibdēna dēļ trīs fermentiem parasti ir kopīgs deficīts. Protams, katram no šiem fermentiem ir iespējami atsevišķi defekti mutāciju dēļ. Tomēr līdz šim nav aprakstīta klīniskā aina ar specifisku aldehīda oksidāzes deficītu. Molibdēna deficīts, ko izraisa nesabalansēts uzturs atkal ir ļoti reti. Tomēr tas var notikt ar vairāk nekā sešu mēnešu molibdēna deficītu parenterāls uzturs. Šādos gadījumos tahipnea, tahikardija, smaga galvassāpes, nelabums, vemšana, centrālais sejas deficīts vai koma bieži notiek. Turklāt neiecietība pret dažiem aminoskābes notiek. Paaugstināta sulfīta koncentrācija tiek konstatēta urīnā, savukārt urīnskābes līmenis samazinās urīnā asinis. Ja molibdēna deficīts saglabājas ilgu laiku, var rasties problēmas ar sērssatur aminoskābes skābes, sulfīta alerģijas, matu izkrišana, zems urīnskābes līmenis asinisun auglības problēmas. Tomēr lielākā daļa simptomu rodas sulfīta oksidāzes un ksantīna dehidrogenāzes deficīta dēļ. Tahikardija iespējams, ir saistīts ar paaugstinātu epinefrīna līmeni vai norepinefrīns (kateholamīni), jo to sadalīšanos aizkavē aldehīda oksidāzes deficīts. Molibdēna deficītu var izraisīt ārkārtīgi zema molibdēna diēta un zarnu iekaisuma slimības, piemēram, Krona slimība ar malabsorbciju pārtikā. Iedzimts molibdēna kofaktora deficīts traucētas molibdopterīna sintēzes dēļ ir letāls visu trīs enzīmu pilnīgas neveiksmes dēļ bez ārstēšanas.
