Lizilhidroksilāzes pārstāv fermenti atbildīgs par hidroksilēšanu lizīna atliekas proteīni. Tādējādi viņi galvenokārt piedalās saistaudi. Lizilhidroksilāžu darbības traucējumi izpaužas tādās slimībās kā skorbuts vai iedzimta Ehlers-Danlos sindroms.
Kas ir lizilhidroksilāzes?
Lizilhidroksilāzes ir fermenti kuras funkcija ir katalizēt aminoskābes posttranslāciju modifikāciju lizīna hidroksilgrupu iekļaujot hidroksililizīnā. Tas stiprina saistaudi jo viņu olbaltumvielu ķēdēm tiek dota iespēja tālāk šķērssaistīties caur hidroksilgrupām. Cilvēka lizilhidroksilāze sastāv no 727 aminoskābes, starp citiem. Lizilhidroksilāzes pieder arī hidroksilāžu grupai, ti fermenti kas parasti katalizē hidroksilgrupu iekļaušanos molekulas. Tādējādi papildus lizilhidroksilāzēm, prolilhidroksilāzēm, fenilalanīna hidroksilāzei, tirozīna hidroksilāzei vai triptofāns hidroksilāze pieder arī hidroksilāžu vai oksidoreduktāžu grupai. Lizilhidroksilāzēm, īpaši kopā ar prolilhidroksilāzēm, ir svarīga loma saistaudi. Abām enzīmu grupām nepieciešams koenzīms C vitamīna par viņu funkciju.
Funkcija, darbība un lomas
Lizilhidroksilāžu funkcija ir vienīgi katalizēt hidroksilgrupu iekļaušanos lizīna atlikumi olbaltumvielās. Šajā procesā aminoskābes hidroksilamīns tiek veidots no lizīna kā daļa no posttranslācijas modifikācijas. Kaut arī hidroksilamīns arī notiek brīvi, to šajā formā nevar iekļaut proteīnā. Pēctranslācijas modifikācija tādējādi nozīmē šīs aminoskābes sekojošu pārveidošanu pēc olbaltumvielu izveidošanas. Ar apmaiņu a ūdeņradis hidroksilgrupas atoms šajā brīdī proteīnā iekļauj funkcionālo grupu, kas var veikt savienojošās funkcijas. Ar hidroksilgrupas palīdzību dažādas olbaltumvielu ķēdes var savstarpēji saistīties. Turklāt cukurs molekulas var saistīties ar šo funkcionālo grupu. Abas reakcijas, cita starpā, ir ļoti svarīgas saistaudu veidošanā. Saistaudi ieskauj organismu un iekšējie orgāni. Tam jābūt stingram un saspringtam, lai varētu atdalīt funkcionāli atšķirīgos orgānus viens no otra. To nodrošina proteīni saistaudu audos, kas satur lielu daudzumu aminoskābes lizīns un prolīns. Pēc to iekļaušanas olbaltumvielās gan aminoskābes vēlāk šim nolūkam tiek daļēji modificēti, piešķirot hidroksilgrupu. Kā jau minēts, prolīna gadījumā šo reakciju katalizē prolilhidroksilāzes un lizīna gadījumā - lizilhidroksilāzes. Tādējādi pēc olbaltumvielu veidošanās šīs modifikācijas reakcijas nodrošina olbaltumvielu ķēžu tīklu, kas pārstāv stingrus saistaudus. Bez abu enzīmu funkcijas funkcionālu saistaudu veidošanās nemaz nebūtu iespējama. Tomēr abi fermenti darbojas tikai ar koenzīma askorbīnskābes palīdzību, ti C vitamīna. Tādēļ, ja strukturāli izmainīti fermenti ir mutācijas vai VD deficīta dēļ C vitamīna, var būt traucēta saistaudu uzkrāšanās, kas izraisa nopietnas slimības.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana gēns PLOD1 ir atbildīgs par cilvēka lizilhidroksilāzes kodēšanu. Nosaukums PLOD1 ir atvasināts no lizilhidroksilāzes nosaukuma “prokollagēna lizīns, 2-oksoglutarāta-5-dioksigenāzes 1.” Šis gēns atrodas 1. hromosomā. Tā kā pastāvīgi tiek ražoti jauni saistaudi, pastāvīga vajadzība pēc lizilhidroksilāžu ražošanas. Tāpēc šī mutācija gēns var būt ļoti nozīmīga veselība organisma.
Slimības un traucējumi
Lizilhidroksilāžu funkcijas traucējumiem ir īpaši svarīga loma skorbuta un Ehlers-Danlos sindroms. Skorbuts ir pazīstams kā sena jūrnieku slimība, ko izraisa vitamīns C. Vitamīns C, kas pazīstams arī kā askorbīnskābe, darbojas kā lizilhidroksilāžu un prolilhidroksilāžu koenzīms. Kad tā trūkst, amino skābes lizīnu un prolīnu saistaudu olbaltumvielās vairs nevar hidroksilēt. Tā kā notiek pastāvīga saistaudu veidošana un sadalīšanās proteīnilaikā olbaltumvielu ķēdes var mazāk un mazāk savstarpēji sasaistīties vitamīnu trūkums. Saistaudi kļūst ļengani un vairs nevar pienācīgi pildīt savu funkciju. Notiek plašs simptomu klāsts, tostarp vispārējs izsīkums, uzņēmība pret infekcijām, asiņošana smaganas, zobu zudums, slikta sadzīšana brūces, smaga āda problēmas, muskuļu iztukšošana un daudzas citas veselība traucējumiem. Skorbuts galu galā var vadīt līdz nāvei caur ģenerāli sirds mazspēja vai smagas infekcijas. Senie jūrnieki bija īpaši skarti, jo viņi nevarēja iegūt vitamīns C garo braucienu laikā jūrā. Ir pierādīts, ka slimība nekavējoties sadzīst, kad tiek doti noteikti pārtikas produkti, piemēram, skābēti kāposti. Fakts, ka slimības cēlonis bija C vitamīna deficīts, tika atzīts tikai vēlāk. Tomēr jūrnieka slimības skorbuta uzliesmojumu vēlāk novērsa, barojot jūrniekus ar skābētiem kāpostiem. Cita slimība, bet tā, kuru tikai daļēji var attiecināt uz cilvēka lizilhidroksilāzes defektu, ir Ehlers-Danlos sindroms. Ehlera-Danlosa sindroms ir kolektīvs apzīmējums dažādām iedzimtām saistaudu slimībām ar dažādiem cēloņiem. Šo sindromu raksturo smags saistaudu vājums. āda ir pārspīlēts un savienojumi ir hipermobili. Šajā gadījumā ģenētiski izmainīta lizilhidroksilāze izraisa VI tipa Ehlers-Danlos sindromu. Atbildīgs par to ir mutācijas gēns, ko sauc par PLOD1, kas atrodas 1. hromosomā. Iegūtais defektīvais ferments vairs nedarbojas pilnībā un var tikai nepietiekami katalizēt lizīna hidroksilēšanas reakcijas. A saistaudu vājums attīstās ar zināmiem simptomiem, kā arī ar papildu acu un iekšējie orgāni. VI tipa Ehlers-Danlos sindroms ir autosomāli recesīvs.
