Hypoxanthin je purinový envriate a nachází se ve vázané formě jako nukleobáze a ve volné formě, například v moči. Rovněž je přítomen v žlázách a kostní dřeň. Jako deaminační produkt adeninu se hypoxantin oxiduje na kyselina močová a xanthin. Méně často tvoří páteř nukleové kyseliny.
Co je hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferáza?
Hypoxanthin a guanin vedou k tetramernímu enzymu hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferáze. V této souvislosti jsou tetramery makromolekuly skládající se ze čtyř podobných stavebních bloků nebo přesněji monomerů. Enzym je jedním z nejdůležitějších v purinovém metabolismu eukaryot, reaguje citlivě na gen u člověka mohou způsobit odchylky prostřednictvím genové mutace, které se projevují u určitých metabolických onemocnění. Takové jsou například syndromy Lesch-Nyhan a Kelley-Seegmiller.
Funkce, efekty a role
Enzym hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferáza zvyšuje metabolismus purinu a jeho energetickou účinnost. To je založeno na purinu základy, což jsou nukleové kyseliny strukturně odvozeno od purinu. Jsou to xanthin, hypoxanthin, adenin a guanin, které se váží na jiné základy by vodík vazby. Takové vazby mají hlavní vliv na dvojitou šroubovici a replikaci DNA a hrají roli v biosyntéze proteinů. Purin základy lze recyklovat dvěma enzymy. Kromě hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferázy je to adenin fosforibosyltransferáza. Oba tvoří nukleotid prostřednictvím fosforibosylového zbytku, který je zase základním stavebním kamenem nukleové kyseliny v DNA i RNA. Molekula se skládá z cukr, základna a fosfát a reguluje vitální funkce v buňkách. Během montáže se ATP uloží a kyselina močová tvorba je snížena. Když se purinové báze recyklují, označuje se to jako záchranná cesta. Toto je obecný termín pro metabolické cesty, ve kterých je syntéza biomolekul výsledkem produktů degradace. Zde organizmus provádí endogenní recyklaci, přičemž asi devadesát procent purinových bází se recykluje a deset procent se skutečně vylučuje. To ukazuje účinnost recyklace purinové báze a důležitost hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferázy.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Pokud se nyní na HPRT vyskytnou mutace gen, velikost a aminokyseliny může se změnit. Může to být vložení dalších sekvencí DNA nebo nukleotidů, což zase vede k nesprávné produkci DNA gen produkt kódovaný na daném genu, nebo dokonce delece celé sekvence. Například pokud se změní aminokyselinová sekvence, nemoci jako dna bude výsledkem. Metabolická onemocnění, jako je Lesch-Nyhanův syndrom, jsou obzvláště závažná v důsledku defektu genu. To se dědí recesivním způsobem spojeným s x, což znamená, že postihuje hlavně muže, kteří mají pouze jeden chromozom X. U žen může být genetický defekt přítomen, ale propukne jako choroba, pouze pokud obě X chromozomy jsou ovlivněny, což je relativně vzácné. Ve většině případů druhý chromozom X kompenzuje defekt v prvním.
Nemoci a poruchy
Tento syndrom se projevuje nedostatkem hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferázy. Kvůli genetické vadě se enzym neprodukuje. Kvůli mutaci a nedostatečné recyklaci a přeměně bází guaninu a hypoxanthinu dochází k hromadění purinových bází, které je třeba více hromadit a vylučovat tělem. K odbourávání dochází prostřednictvím meziproduktu xanthin, který se převádí na kyselina močová a vylučován ledvinami. Pokud je tento proces omezen, tvoří se krystaly kyseliny močové v oblasti klouby, které pak vyvolávají zvýšené útoky dna. Enzym se již neprodukuje, hladina kyseliny močové v tkáních a krev zvyšuje, a centrální nervový systém je narušen. Při narození není Lesch-Nyhanův syndrom přímo viditelný. Teprve asi po deseti měsících je nápadný noha rozpoznatelná poloha a tendence dítěte málo se pohybovat a duševně se rozvíjet pomaleji. Syndrom se projevuje mírnými a závažnými projevy. Zvýšená sekrece kyseliny močové a mírná dna útoky jsou mírnější formou; při závažných projevech dochází k sebepoškozování, těžkému duševnímu poškození a agresi. K sebepoškozování dochází prostřednictvím prst or ret V případě kousnutí do končetin je často pozorováno, že postižené osoby omezují svoji autoagresi pouze na jednu ruku. Agrese je zase zvláště často namířena proti blízkým osobám, jako jsou sourozenci nebo rodiče. Nejzávažnější projev onemocnění je charakterizován četnými neurologickými dysfunkcemi a velmi výraznou tendencí k sebepoškozování. Syndrom se projevuje jako spasticity, dystonie, hypotonie, choreoatetóza a zvýšená reflexivita. Duševní vlastnosti a vývoj jsou vážně narušeny. Do obzvláště drastické míry může syndrom také vést v tomhle k smrti stav. Onemocnění je diagnostikováno lékařským obrazem. Hladina kyseliny močové v moči a krev se měří aktivita hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferázy ve tkáních a krvi. Ta je výrazně snížena a může být také přítomna prenatálně. Terapie onemocnění je obtížné. Léčba neexistuje a bez léčby dítě zemře v prvních letech života. V některých případech mléčné zuby musí být preventivně extrahovány. Mezi další terapeutické přístupy patří snížení hladiny kyseliny močové pomocí drogy jako allopurinol, který působí jako inhibitor dny. Ačkoli to nerecykluje purinové báze, zlepšuje to odbourávání kyseliny močové. Stejně tak příslušné poruchy, infekce a nervové poškození jsou ošetřeny a speciální strava je doporučeno, které se většinou vyhýbá masu a má nízký obsah purinu. Výzkum se také provádí v oblasti psychosomatických doprovodů do hloubky mozek stimulace. Medicína doufá, že to zabrání agresi a sebepoškozování. Kelley-Seegmillerův syndrom je zase nejmírnější formou deficitu hypoxanthin-guanin fosforibosyltransferázy. I zde se produkuje příliš mnoho kyseliny močové, což vede k předčasné dnu. Prvními příznaky syndromu jsou oranžové krystaly v dětské pleně, infekce močových cest a urolitiáza. Během puberty dna nebo akutní artritida pak se vyvíjí. Mentální zaostalost a sebevražedné projevy, jak je patrné u Lesch-Nyhanova syndromu, tomu tak není; maximálně se mohou vyskytnout deficity pozornosti. Včasná léčba obvykle umožňuje postiženým jedincům žít normální průměrnou délku života.
