Aldehyd oxidáza představuje enzym, který se degraduje aldehydy u obratlovců. Nachází se v různých tkáních savců a lidí. Přesná funkce aldehyd oxidázy zatím není známa.
Co je to aldehyd oxidáza?
Aldehyd oxidáza (AOX1) pomáhá při enzymatickém štěpení aldehydy v těle. Bylo však také zjištěno, že se rozpadá nikotin na kotinin. V tomto procesu, kyslík atom je zabudován do bezkyslíkatého nikotin za vzniku aldehydové struktury. Vzhledem k této skutečnosti je aldehyd oxidáza také důležitá pro tryptofan metabolismus a zároveň pro biotransformaci. Vyskytuje se hlavně v cytosolu játra buňky, pankreas, plíce, kosterní svalstvo nebo tukové buňky. Pro aktivitu enzymu je velmi důležitý kofaktor molybden. V lidské DNA je pouze jeden AOX gen které mohou kódovat funkční enzym. U ostatních obratlovců je aktivní několik genů AOX. Aldehyd oxidáza je velmi podobná a souvisí s enzymem xanthin dehydrogenáza. Oba enzymy lze použít k přeměně hypoxanthinu na xanthin se zahrnutím an kyslík atom a voda molekula. Avšak přeměna xanthinu na kyselina močová se provádí pouze xanthinhydrogenázou (xanthinoxidáza). Aldehyd oxidáza se skládá z 1338 aminokyseliny. Molybdopterin, FAD a 2 (2Fe2S) slouží jako kofaktory pro jeho účinnost. Reakce, již charakterizovaná svým jménem, označuje konverzi aldehydy na karboxylové kyseliny a vodík peroxid s přídavkem kyslík a voda.
Funkce, akce a úkoly
Enzym aldehyd oxidáza katalyzuje několik reakcí. Z velké části je odpovědný za přeměnu aldehydů na karboxylové kyseliny s přídavkem kyslíku a voda. Obecně aldehyd oxidáza zprostředkovává přidání atomu kyslíku k substrátu. Mimo jiné také katalyzuje přeměnu nikotin konitovat. Proto také hraje hlavní roli v biotransformaci a tryptofan metabolismus. V těchto reakcích je molybden vždy nezbytný jako kofaktor. Při biotransformaci převádí xenobiotika s aldehydovými skupinami na odpovídající karboxylové kyseliny ve fázi I reakce. Kyselina glukuronová se přidává ke karboxylovým skupinám v reakci fáze II, aby se zvýšila rozpustnost ve vodě a vyplavila cizí molekula z těla. Strukturálně a chemicky je aldehyd oxidáza úzce spjata s homologním enzymem xanthinhydrogenáza (xanthinoxidáza). Proč však přeměna xanthinu na kyselina močová s přídavkem kyslíku a vody není katalyzován pouze xanthinoxidázou není znám. Konverze hypoxanthinu na xanthin je stále katalyzována oběma enzymy. Dále je aldehyd oxidáza také odpovědná za adipogenezi (množení tukových buněk). V tomto procesu stimuluje uvolňování tkáňového hormonu adiponektinu. Adiponektin zase zvyšuje účinnost inzulín. V hepatocytech adiponektin zase inhibuje uvolňování aldehyd oxidázy. Nedostatek aldehydoxidázy (AOX1) také inhibuje lipidový export z buněk. Přesná funkce aldehyd oxidázy není zcela známa.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Aldehyd oxidáza se nachází hlavně v cytoplazmě játra buňky. Vyskytuje se však také v tukových buňkách, plíce tkáň, kosterní sval a slinivka břišní. Bývalo zaměňováno s homologní xanthinoxidázou. Ačkoli oba enzymy jsou strukturálně podobné. Katalyzují však částečně odlišné reakce. Oba enzymy však pro svoji funkci vyžadují stejné kofaktory. Jedná se o molybdopterin, FAD a 2 (2Fe2S). Aldehyd oxidáza však nejen degraduje aldehydy, ale je také zodpovědná za oxidaci N-heterocyklických sloučenin, jako je nikotin, na kotinin.
Nemoci a poruchy
Spolu s xanthindehydrogenázou (xanthinoxidáza) a sulfit oxidázou je aldehyd oxidáza závislá na kofaktoru molybdenu. Molybden je začleněn jako komplexní atom do molybdopterinu a tvoří molybdenový kofaktor. Nedostatek molybdenu vede k nedostatečné funkci těchto tří enzymů. Xanthin dehydrogenáza katalyzuje rozklad xanthinu na kyselina močová. Enzym aldehyd oxidáza se na tomto procesu podílí jen částečně, například při degradaci hypoxantinu na xanthin. Zde dokonce soutěží s xanthinoxidázou. Proto neexistuje žádný izolovaný nedostatek aldehyd oxidázy. Aldehyd oxidáza však podporuje degradaci katecholaminySulfit oxidáza je zodpovědná za degradaci síra-obsahující aminokyseliny jako cystein, taurin or methionin. Pokud tento enzym chybí, siřičitan se již nepřeměňuje na síran. Kvůli kofaktoru molybdenu jsou tyto tři enzymy obvykle společně deficitní. Pro každý z těchto enzymů jsou samozřejmě možné izolované defekty způsobené mutacemi. Doposud však nebyl popsán žádný klinický obraz se specifickým nedostatkem aldehyd oxidázy. Nedostatek molybdenu vyvolaný nevyváženým strava je opět velmi vzácný. K tomu však může dojít u více než šesti měsíců s nedostatkem molybdenu parenterální výživa. V takových případech tachypnoe, tachykardie, těžké bolest hlavy, nevolnost, zvracení, centrální deficity obličeje nebo kóma často se vyskytují. Kromě toho nesnášenlivost vůči určitým aminokyseliny dojde. Zvýšené koncentrace siřičitanu se nacházejí v moči, zatímco snížené hladiny kyseliny močové se vyskytují v moči krev. Pokud nedostatek molybdenu přetrvává po dlouhou dobu, mohou nastat problémy s jeho rozpadem síra-obsahující amino kyselinyalergie na siřičitany, vypadávání vlasů, nízké hladiny kyseliny močové v kreva problémy s plodností. Většina příznaků je však způsobena nedostatkem sulfitoxidázy a xanthindehydrogenázy. Tachykardie je pravděpodobně způsobeno zvýšenou hladinou epinefrinu nebo noradrenalinu (katecholaminy), protože jejich rozpad je zpožděn nedostatkem aldehyd oxidázy. Nedostatek molybdenu může být způsoben dietami s extrémně nízkým obsahem molybdenu a zánětlivými onemocněními střev, jako jsou Crohnova nemoc s malabsorpcí potravy. Dědičný nedostatek kofaktoru molybdenu v důsledku zhoršené syntézy molybdopterinu je fatální v důsledku úplného selhání všech tří enzymů bez léčby.
