Aldehid oksidaza predstavlja encim, ki razgrajuje aldehidi pri vretenčarjih. Najdemo ga v različnih tkivih sesalcev in ljudi. Natančna funkcija aldehid oksidaze še ni znana.
Kaj je aldehid oksidaza?
Aldehid oksidaza (AOX1) pomaga pri encimski razgradnji aldehidi v telesu. Ugotovljeno pa je bilo tudi, da se pokvari nikotin na kotinin. V tem postopku je kisik atom vključen v brez kisika nikotin da tvorijo aldehidno strukturo. Zaradi tega je aldehid oksidaza pomembna tudi za triptofan presnovo in hkrati za biotransformacijo. Najdemo ga predvsem v citozolu jetra celice, trebušna slinavka, pljuč, skeletne mišice ali maščobne celice. Za aktivnost encima je zelo pomemben kofaktor molibden. V človeški DNK je samo en AOX gen ki lahko kodira funkcijski encim. Pri drugih vretenčarjih je aktivnih več genov AOX. Aldehid oksidaza je zelo podobna in povezana z encimom ksantin dehidrogenazo. Oboje encimi se lahko uporablja za pretvorbo hipoksantina v ksantin z vključitvijo kisik atom in vode molekula. Vendar pretvorba ksantina v Sečna kislina izvaja samo ksantin hidrogenaza (ksantin oksidaza). Aldehid oksidaza je sestavljena iz 1338 aminokisline. Molibdopterin, FAD in 2 (2Fe2S) služijo kot kofaktorji za njegovo učinkovitost. Reakcija, za katero je že značilno ime, pomeni pretvorbo aldehidi do karboksilne kisline in vodik peroksid z dodatkom kisik in vode.
Funkcija, dejanje in naloge
Encim aldehid oksidaza katalizira več reakcij. Večinoma je odgovoren za pretvorbo aldehidov v karboksilne kisline z dodatkom kisika in vode. Na splošno aldehid oksidaza posreduje dodajanje kisikovega atoma substratu. Med drugim katalizira tudi pretvorbo nikotin do conitine. Zato ima tudi pomembno vlogo pri biotransformaciji in triptofan presnovo. Pri teh reakcijah je kot kofaktor vedno potreben molibden. Pri biotransformaciji pretvori ksenobiotike z aldehidnimi skupinami v ustrezne karboksilne kisline v reakciji I. faze. V reakciji faze II se karboksilnim skupinam doda glukuronska kislina, da se poveča topnost v vodi in tuje molekule izperejo iz telesa. Aldehid oksidaza je strukturno in kemično tesno povezana s homolognim encimom ksantin hidrogenazo (ksantin oksidaza). Zakaj pa pretvorba ksantina v Sečna kislina z dodatkom kisika in vode katalizira le ksantin oksidaza, ni znano. Pretvorbo hipoksantina v ksantin še vedno katalizirata oba encimi. Poleg tega je aldehid oksidaza odgovorna tudi za adipogenezo (širjenje maščobnih celic). V tem procesu spodbuja sproščanje tkivnega hormona adiponektina. Adiponektin pa poveča učinkovitost zdravila insulina. V hepatocitih adiponektin zavira sproščanje aldehid oksidaze. Pomanjkanje aldehid oksidaze (AOX1) zavira tudi izvoz lipidov iz celic. Natančna funkcija aldehid oksidaze ni popolnoma razumljena.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Aldehid oksidaza se nahaja predvsem v citoplazmi jetra celic. Vendar pa ga najdemo tudi v maščobnih celicah, pljuč tkiva, skeletnih mišic in trebušne slinavke. Včasih so ga zamenjali s homologno ksantin oksidazo. Čeprav oboje encimi so strukturno podobni. Katalizirajo pa delno različne reakcije. Vendar oba encima za svojo funkcijo zahtevata enake kofaktorje. To so molibdopterin, FAD in 2 (2Fe2S). Vendar aldehid oksidaza ne samo razgradi aldehide, temveč je odgovorna tudi za oksidacijo N-heterocikličnih spojin, kot je nikotin, v kotinin.
Bolezni in motnje
Poleg ksantin dehidrogenaze (ksantin oksidaza) in sulfit oksidaze je aldehid oksidaza odvisna od kofaktorja molibdena. Molibden je vključen kot kompleksen atom v molibdopterin in tvori kofaktor molibdena. Pomanjkanje molibdena povzroči pomanjkanje funkcije teh treh encimov. Ksantin dehidrogenaza katalizira razgradnjo ksantina na Sečna kislina. Encim aldehid oksidaza je le delno vključen v ta postopek, na primer pri razgradnji hipoksantina v ksantin. Tu celo konkurira ksantin oksidazi. Zato ni izoliranega pomanjkanja aldehid oksidaze. Vendar aldehid oksidaza podpira razgradnjo kateholamini.Sulfitna oksidaza je odgovorna za razgradnjo žveplo-vsebujejo aminokisline kot cisteina, tavrin or metionin. Če je ta encim pomanjkljiv, se sulfit ne pretvori več v sulfat. Zaradi kofaktorja molibdena imajo trije encimi običajno skupno pomanjkanje. Seveda so pri vsakem od teh encimov možne izolirane napake zaradi mutacij. Vendar do zdaj ni bila opisana nobena klinična slika s specifičnim pomanjkanjem aldehid oksidaze. Pomanjkanje molibdena, ki ga povzroča neuravnoteženost prehrana je spet zelo redka. Vendar se to lahko zgodi pri več kot šestih mesecih pomanjkanja molibdena parenteralna prehrana. V takih primerih tahipneja, tahikardija, hudo glavobol, slabost, bruhanje, osrednji obrazni primanjkljaji, oz koma pogosto pojavijo. Poleg tega nestrpnost do nekaterih aminokisline pojavi. Povišane koncentracije sulfita najdemo v urinu, medtem ko se koncentracija sečne kisline zmanjša kri. Če pomanjkanje molibdena traja dlje časa, lahko pride do težav z razgradnjo žveplo-vsebujejo amino kisline, sulfitne alergije, izpadanje las, nizke ravni sečne kisline v kriin težave s plodnostjo. Vendar je večina simptomov posledica pomanjkanja sulfit oksidaze in ksantin dehidrogenaze. Tahikardija je verjetno posledica povečane ravni adrenalina oz noradrenalina (kateholamini), saj njihovo razgradnjo upočasni pomanjkanje aldehid oksidaze. Pomanjkanje molibdena lahko povzročijo izredno nizke diete molibdena in vnetne črevesne bolezni, kot so Crohnova bolezen z malabsorpcijo hrane. Dedno pomanjkanje kofaktorja molibdena zaradi oslabljene sinteze molibdopterina je usodno zaradi popolne odpovedi vseh treh encimov brez zdravljenja.
