Xanthinoxidáza je zodpovědná za přeměnu purinů na kyselina močová během jejich rozpadu. Nedostatek nebo inhibice enzymu vede ke snížení kyselina močová úrovně v EU krev.
Co je xanthinoxidáza?
Xanthinoxidáza je enzym, který iniciuje (katalyzuje) reakci hypoxanthinu nad xanthinem na kyselina močová. Obsahuje neproteinovou část jako takzvanou protetickou (řecká, protetická, připojená) skupina, která je zodpovědná za reaktivitu. Jedná se o flavinový derivát. Xanthinoxidáza tedy patří k flavinu enzymy, Má také železo a molybden v aktivním místě. V roce 1902 byl enzym poprvé popsán jako součást kravského mléko biochemik F. Schardinger, tak se tomu dříve říkalo Schardingerův enzym. Působením tohoto enzymu dochází ke změně barvy barviva methylenová modř, které lze použít jako typickou detekční reakci pro rozlišení surového a tepelně zpracovaného mléko. Při vysoké teplotě je enzym zničen. Změna barvy je způsobena tím, že enzymy přítomný v syrovém stavu mléko (jako je xanthinoxidáza) odbarvit methylenová modř v přítomnosti formaldehydu při vystavení vzduchu.
Funkce, akce a role
Nejznámějším úkolem xanthinoxidázy je tvorba kyseliny močové v metabolismu purinů. Puriny jsou přítomny v každé buňce. Jsou to složky nukleové základy adenosin a guanin, který spolu s pyrimidinem základy cytosin a thymin (respektive uracil), tvořit ο nukleové kyseliny DNA a RNA. Genetická informace v různých buňkách těla se skládá z nukleové kyseliny. To platí pro lidi i pro zvířata. Lidé tedy přijímají velké množství ve formě živočišných potravin s masnými výrobky. Pokud zahynou vlastní buňky těla nebo se rozloží živočišné buňky, které vstupují do těla potravou, nukleové kyseliny a tak se vyrábějí puriny. Ty se přeměňují na kyselinu močovou. Působením xanthinoxidázy se nejprve vytvoří hypoxanthin a v dalším kroku se xanthin, který se přemění na kyselinu močovou, může z velké části vylučovat ledvinami. Pouze malá část kyseliny močové opouští tělo střevem. Pokud se v těle hromadí velké množství purinu nebo je-li vylučování močí omezeno, hladina kyseliny močové v krev zvyšuje. Druhý enzym podílející se na rozkladu purinu také produkuje kyselinu močovou. Nazývá se xanthindehydrogenáza, používá nikotinamidadeninindinukleotid (NAD) a je převládajícím enzymem. Xanthinoxidáza má na druhé straně podjednotku flavin adenin dinukleotid (FAD). V případě snížené dodávky, například z důvodu nedostatku krev oběh, oba enzymy lze převádět do sebe. Během přeměny působením xanthinoxidázy vodík peroxid se také tvoří jako vedlejší produkt. Vodík peroxid sám o sobě není radikál, ale je to reaktivní látka. Proto je rychle zneškodněn působením dalších enzymů (peroxidáza, kataláza) v těle.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
K rozpadu purinů dochází hlavně v játra. V sliznice z tenké střevoje enzym také zapojen do inkorporace železo do transportního proteinu transferin. Studie prokázaly, že se enzym nachází v buňkách umístěných ve vnitřní stěně krve plavidla. V této souvislosti jeho vliv na průběh kardiovaskulárních chorob a na poškození způsobené oxidačními stres je diskutována. Podíl oxidázy ve vztahu k dehydrogenáze jako enzymatickému systému odpovědnému za přeměnu purinů na kyselinu močovou je 20 procent. Forma xanthindehydrogenázy je přítomna na 80 procentech. Flavin obsažený v xanthinoxidáze je jedním z riboflavinů, který je identický s vitamín B2. Podjednotka molybdenu obsažená v xanthinoxidáze je vázána allopurinol, který strukturou silně připomíná puriny. Tímto způsobem je enzym téměř úplně inhibován. Aktivita enzymu může být stanovena nepřímo množstvím vytvořené kyseliny močové.
Nemoci a poruchy
Během jídel bohatých na puriny nebo během zvýšené buněčné smrti, ke které dochází během rakovina terapienapříklad se aktivuje reakce xanthinoxidázy a tvoří se větší množství kyseliny močové. Zvyšuje se hladina kyseliny močové v krvi. Pokud je enzym inhibován, kyselina močová koncentrace v krvi klesá. Tento účinek je základem léčby dna nemoc dna, zvýšené koncentrace kyseliny močové vést ke krystalizaci a tím k nepohodlí v klouby. Drogy obsahující allopurinol jsou standardní přípravky pro léčbu dna. V dědičné formě nedostatku enzymu je aktivita snížena mutacemi. Toto onemocnění se dědí autozomálně recesivně. Dítě onemocní, pokud oba rodiče nosí postiženou alelu. Snížená aktivita xanthinoxidázy také nastává, když je nedostatek kofaktoru molybdenu, protože se netvoří kvůli defektu. Hromadí se xanthin a hypoxanthin. U postižených jedinců je významně zvýšená hladina xanthinu v krvi a výskyt xanthinu v moči (xanthinuria). Když je xanthin určen k detekci nedostatku enzymu, potraviny jako káva fazole, čaj, kamarád nebo brambory musí být vyloučeny jako zdroje xanthinu. Na druhé straně jsou hladiny kyseliny močové sníženy. Protože xanthin se nerozkládá a je špatně rozpustný, může tvořit krystaly. Ve většině případů stav je bez příznaků. V jiných však může vést na ledvina problémy, infekce močových cest nebo krev v moči. Pokud se v závažných případech tvoří xanthinové kameny, mohou být uloženy v ledvina tkáně nebo v močových cestách. Postižení jedinci musí být opatrní, aby dodržovali nízko purinový obsah strava a pít hodně tekutin.
