Biokatalizatora sulfīta oksidāze izraisa toksisku pārveidošanos sērs savienojumi, sadaloties aminoskābes netoksiskos sulfātos. Tas ir būtisks dzīvībai un tāpēc ir sastopams visos organismos. Ja tā darbību traucē ģenētisks defekts, rodas sulfīta oksidāzes deficīts. Pat citādi veseliem pacientiem sulfīta daudzums asinīs ir pārāk liels asinis var būt negatīva ietekme.
Kas ir sulfīta oksidāze?
Sulfīta oksidāze (gēns nosaukums: SUOX) ir molibdēnu saturoša enzīma nosaukums, kas sastāv no 466 aminoskābes. Tas pieder ksantīna dehidrogenāzes ģimenei un ir sastopams gandrīz visos organismos. Tās centrā ir molibdēns, kas ir vitāli svarīgs mikroelements. Metāls tur sastopams bioloģiski pieejamā formā kā molibdāta anjons. Sulfīta oksidāze to izmanto kā kofaktoru (molibdāta-molibdopterīna savienojums). Ferments pārveido sērs-satur aminoskābes metionīns, cisteīnsutt., kas norīts caur uzturs nekaitīgā sērs sāļi (sulfāti), kas pēc tam izdalās ar urīnu. Zīdītājiem sēru noārdošais biokatalizators galvenokārt atrodas aknas un nieres. Fermenta sulfīta oksidāze nodrošina, ka asinis skābeklis apvienojas ar būtisko amino skābes un citas sēra vielas. Šajā procesā atbrīvotie elektroni tiek izmantoti ATP ģenerēšanai (adenozīns trifosfāts) caur elektronu transporta ķēdi. Ferments katalizē 10 reizes lielāku daudzumu sulfīti satur litrā alkohols katru dienu.
Funkcija, darbība un uzdevumi
Visi patērē sēru saturošu vielu proteīni un pārtikas piedevas katru dienu. Pēdējie ir iekļauti, piemēram, marinētos dārzeņos, greipfrūtu sulā utt., Un tie ir paredzēti, lai pasargātu pārtiku no mikrobu invāzijas un krāsas maiņas. Vīnā tie veido pušķu vielas. Sadalījums cisteīns vien organismā katru dienu rodas 1680 mg toksiska sulfīta, kas sulfīta oksidāzei nekavējoties jāpārvērš, lai novērstu orgānu un audu bojājumus. Šajā procesā ferments darbojas kopā ar citiem biokatalizatoriem. Sulfīti ir toksiskas un pat mazākajā daudzumā var iznīcināt organismā svarīgas vielas un kavēt nepieciešamos vielmaiņas procesus. Lai veiktu svarīgo detoksikācija šūnām sulfīta oksidāzei nepieciešams mikroelements molibdēns. Šī metāla var trūkums vadīt līdz nopietnām sekām. Pārmērīgs dzīvsudrabs līmenis organismā var arī kavēt sulfīta oksidāzes funkcionalitāti.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Sulfīta oksidāze galvenokārt veidojas mitohondriji, šūnu “enerģijas centri”. Piemēram, žurkām 80 procenti no tā notiek aknas šūna mitohondriji. Turklāt tas joprojām spēcīgi atrodas nieru šūnās. Sulfīta oksidāzes darbībai nepieciešamais molibdēna oksīds atrodas fermenta aktīvajā vietā. Kā zinātnieki nesen atklāja, pacientiem ar molibdēna deficītu to var aizstāt ar molibdēna trioksīda nanodaļiņām. Viņiem organismā ir līdzīga katalītiskā iedarbība kā dabiskajam enzīmam. Tādā veidā varēja ārstēt iepriekš letālas slimības, piemēram, sulfocisteinūriju.
Slimības un traucējumi
Sulfīta oksidāzes deficīts citādi veseliem cilvēkiem var izraisīt astmas un pat anafilaktiskas reakcijas, izraisot parasimpātiskas nervu sistēmas ietekmēt tukšās šūnas, kas ir atbildīgas par alerģiju izraisīšanu. Turklāt zems sulfīta oksidāzes līmenis var izraisīt smagu nogurums, galvassāpes un zemas asinis cukurs līmeņiem. Tomēr vitāli svarīgā enzīma ģenētiskajam trūkumam ir vēl sliktākas sekas. Jaundzimušais piedzimst ar fiziskām deformācijām un garīgu atpalicība. Šis tā sauktais sulfīta oksidāzes deficīts vai sulfocisteinūrija rodas kā molibdēna kofaktora (MoCo) deficīta slimība aptuveni vienā no 100,000 500,000 līdz XNUMX XNUMX dzimušajiem. Zīdaiņiem, kuri cieš no izolēta sulfīta oksidāzes deficīta, ir līdzīgi simptomi: smaga encefalopātija, tikko kontrolējami krampji, spasticitāte, mikrocefālija, muskuļu plūstamība un progresējoša smadzenes atrofija. Tā kā autosomāli recesīvā enzīma deficīta slimību vēl nevar efektīvi ārstēt, jaunie pacienti parasti mirst zīdaiņa vecumā: nesadalīti sēra savienojumi saindē neironus un centrālās daļas mielīna apvalkus. nervu sistēmas un uzkrājas šūnu audos. Jau pēc piedzimšanas problēmas ar uzturu un vemšana no kuņģis rodas saturs. Zīdaiņi piedzimst ar deformētu galvaskauss (izvirzīta piere, dziļi nostiprinātas acis, pārlieku garas plaisas plaisas, biezas lūpas, mazas deguns). Pirmajos dzīves mēnešos acs lēca tiek pārvietota. Aptuveni 75 procenti no līdz šim aprakstītajiem sulfocisteinūrijas gadījumiem ir saistīti ar MoCo deficītu: visi trīs fermenti iesaistīti sēra degradācijā organismā, sulfīta oksidāze, ksantīna oksidāze un aldehīda oksidāze parāda ievērojami samazinātu aktivitāti. Mutācija SUOX gēns (12. hromosoma) ir vainojama pie izolētā sulfīta oksidāzes deficīta. Tas izpaužas trīs variantos: A tips (mutācija MOCS1 gēns), B tips (MOCS2 gēns) un C tips (MOCS3 gēns). Visizplatītākā ir A tipa mutācija. Šajā gadījumā tiek kavēta prekursora molekulas cPMP veidošanās. Tomēr šo vielu tagad var ražot un ievadīt laboratorijā. Lai uzlabotu bērna izdzīvošanu, deficīta slimība pēc iespējas ātrāk jānosaka un jāārstē, katru dienu intravenozi ievadot molibdātu. Tas var vismaz ierobežot turpmāku kaitējumu. Bērnam tiek ievadīts pretkrampju līdzeklis narkotikas lai neitralizētu krampjus. Viņam arī jāievēro zems olbaltumvielu daudzums uzturs. Alternatīvi var ievadīt MoCo prekursoru Z. Tas samazina krampjus un novērš turpmāku attīstību smadzenes kaitējumu. Medicīnas pētnieki liek lielas cerības ārstēt iepriekš neārstējamo slimību ar molibdēna trioksīda nanodaļiņām, kas pārņem sulfīta oksidāzes lomu organismā. Lai uzzinātu, vai nedzimušajam bērnam ir sulfīta oksidāzes deficīts, grūtniecēm var pārbaudīt S-sulfocisteīna līmeni amnija šķidrums.
