Ksantin oksidaza je odgovorna za pretvorbo purinov v Sečna kislina med njihovo razčlenitvijo. Posledica pomanjkanja ali zaviranja encima je znižanje Sečna kislina ravni v kri.
Kaj je ksantin oksidaza?
Ksantin oksidaza je encim, ki sproži (katalizira) reakcijo hipoksantina nad ksantinom na Sečna kislina. Vsebuje beljakovinski del kot tako imenovano protetično (grško, proteti, priloženo) skupino, ki je odgovorna za reaktivnost. To je derivat flavina. Ksantin oksidaza tako spada med flavine encimi. Prav tako je železo in molibden na aktivnem mestu. Leta 1902 je bil encim prvič opisan kot sestavina kravjega mleko avtor biokemik F. Schardinger, zato so mu včasih rekli encim Schardinger. Pod delovanjem tega encima pride do spremembe barve barvila metilen modro, ki se lahko uporablja kot tipična reakcija zaznavanja za razlikovanje surovega in toplotno obdelanega mleko. Pri visoki temperaturi se encim uniči. Sprememba barve je posledica dejstva, da encimi prisoten v surovem mleko (kot je ksantin oksidaza) razbarva metilen modro v prisotnosti formaldehid kadar je izpostavljen zraku.
Funkcija, delovanje in vloge
Najbolj znana naloga ksantin oksidaze je tvorjenje sečne kisline v presnovi purinov. Purini so prisotni v vsaki celici. So sestavni deli nukleinskih baze adenozin in gvanin, ki skupaj s pirimidinom baze citozin in timin (oziroma uracil), pobotati se o nukleinska kislina DNA in RNA. Genetske informacije v različnih celicah telesa so sestavljene iz nukleinska kislina. To velja za ljudi in živali. Tako ljudje zaužijemo veliko količino v obliki živalske hrane z mesnimi izdelki. Če telesne lastne celice propadejo ali se živalske celice, ki vstopijo v telo s hrano, razgradijo, nukleinska kislina in tako nastajajo purini. Ti se pretvorijo v sečno kislino. Pod delovanjem ksantin oksidaze najprej nastane hipoksantin, v nadaljnjem koraku pa se lahko ksantin, ki se pretvori v sečno kislino, v veliki meri izloči skozi ledvice. Le majhen delež sečne kisline zapusti telo skozi črevesje. Če se v telesu kopičijo velike količine purina ali če je izločanje z urinom omejeno, se raven sečne kisline v kri povečuje. Drugi encim, ki sodeluje pri razgradnji purina, prav tako proizvaja sečno kislino. Imenuje se ksantin dehidrogenaza, uporablja nikotinamid adenin dinukleotid (NAD) in je prevladujoči encim. Ksantin oksidaza pa ima podenoto flavin adenin dinukleotid (FAD). V primeru zmanjšane ponudbe, na primer zaradi pomanjkanja kri kroženje, oboje encimi se lahko pretvorijo drug v drugega. Med pretvorbo pod delovanjem ksantin oksidaze vodik peroksid nastane tudi kot stranski produkt. vodik peroksid sam po sebi ni radikal, je pa vseeno reaktivna snov. Zato je zaradi delovanja drugih encimov (peroksidaze, katalaze) v telesu hitro neškodljiv.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne vrednosti
Razpad purina se pojavlja predvsem v jetra. v sluznica od Tanko črevo, encim sodeluje tudi pri vključitvi železo v transportni protein transferin. Študije so pokazale, da se encim nahaja v celicah, ki se nahajajo v notranji steni krvi plovila. V tem okviru njegov vpliv na potek kardiovaskularnih bolezni in na škodo, ki jo povzroča oksidativno stres razpravlja. Delež oksidaze v primerjavi z dehidrogenazo kot encimskim sistemom, ki je odgovoren za pretvorbo purinov v sečno kislino, je 20 odstotkov. Oblika ksantin dehidrogenaze je prisotna v 80 odstotkih. Flavin, ki ga vsebuje ksantin oksidaza, je eden izmed riboflavinov, ki je enak vitamin B2. Monobdenova podenota, ki jo vsebuje ksantin oksidaza, je vezana na alopurinol, ki po strukturi močno spominja na purine. Na ta način je encim skoraj popolnoma zaviran. Aktivnost encima lahko posredno določimo s količino nastale sečne kisline.
Bolezni in motnje
Med obroki, bogatimi z purini, ali med povečano celično smrtjo, ki se pojavi med rak terapijana primer aktivira se reakcija ksantin oksidaze in nastanejo večje količine sečne kisline. Raven sečne kisline v krvi se poveča. Če je encim zaviran, sečna kislina koncentracija v krvi se zmanjša. Ta učinek je podlaga za zdravila v protin bolezen protin, povišane koncentracije sečne kisline vodi do kristalizacije in s tem do nelagodja v spoji. Droge vsebuje alopurinol so standardni pripravki za zdravljenje protin. Pri dedni obliki pomanjkanja encimov se aktivnost z mutacijami zmanjša. Ta bolezen se deduje avtosomno recesivno. Otrok zboli, če oba starša nosita prizadeti alel. Do zmanjšane aktivnosti ksantin oksidaze pride tudi, kadar molibden kofaktor primanjkuje, ker ne nastane zaradi napake. Nabirata se ksantin in hipoksantin. Pri prizadetih osebah sta opazna znatno povišana raven ksantina v krvi in pojav ksantina v urinu (ksantinurija). Ko je ksantin določen za odkrivanje pomanjkanja encimov, živila, kot so kava fižol, čaj, mate ali krompir je treba izključiti kot vir ksantina. Po drugi strani pa se ravni sečne kisline zmanjšajo. Ker se ksantin ne razgradi in je slabo topen, lahko tvori kristale. V večini primerov stanje je asimptomatsko. V drugih pa lahko vodi do ledvice težave, okužbe sečil ali kri v urinu. Če se ksantinski kamni v hudih primerih oblikujejo, jih je mogoče odložiti v ledvice tkivu ali v sečnem traktu. Prizadeti posamezniki morajo biti previdni, da se ravnajo z nizko vsebnostjo purina prehrana in pijte veliko tekočine.
