Дегідрогенази

Дегідрогенази є ферментами, які беруть участь у процесах окислення. Вони зустрічаються в різних варіантах в організмі людини і, наприклад, каталізують розпад алкоголю в печінці.

Що таке дегідрогенази?

Дегідрогенази - це спеціалізовані ферменти. Біокаталізатори прискорюють природне окислення субстратів. Речовина, що окисляється, втрачає електрони. У біологічних реакціях дегідрогенази відщеплюють аніони водню від субстрату. Аніони - негативно заряджені частинки.

У цьому випадку атом водню приймає електрон і тим самим отримує негативний електричний заряд. Фактична реакція відбувається в активному центрі ферменту. Коли дегідрогеназа відщеплює аніон водню від субстрату, кофактори беруть електрони та водень. Кофактори - це молекули, які відіграють допомагаючу роль у ферментативних процесах, але не беруть участі у самому розщепленні. Кофактори дегідрогенази включають нікотинамід-аденінудинуклеотид (НАД +) і фланін-аденінудинуклеотид (FAD).

На відміну від дегідрогеназ, дегідратази відщеплюють цілі молекули води від їх субстрату. Дегідрогенази також можуть викликати контрреакцію та сприяти зменшенню замість окислення. Під час редукції частинка приймає електрони, а не віддаючи їх. Біологія призначає дегідрогенази оксидредуктази. Ці види ферментів існують у кожному живому організмі.

Функція, ефект та завдання

Дегідрогенази - це група, що складається з численних спеціалізованих ферментів. Окремі ферменти мають різні завдання в організмі людини. Біологія поділяє різні дегідрогенази на подальші підгрупи.

Наприклад, альдегіддегідрогенази (ALDH) утворюють групу дегідрогеназ, які в основному знаходяться в печінці. Як правило, ALDH відповідає лише за певний субстрат і не може сприяти окисленню інших субстратів. Наприклад, ALDH1A1, -1A2 та -1A3 обробляють сітківку, яка міститься у вітаміні А. Однак є винятки з цього правила: наприклад, ALDH2 може працювати з різними субстратами і не обмежується однією речовиною.

У печінці дегідрогенази розщеплюють алкоголь, наприклад етанол. Вони допомагають очистити кров, що є одним з найважливіших завдань печінки. Молекула етанолу спочатку приєднується до активного центру спиртової гідрогенази (АДГ). За допомогою ферменту етанол окислюється, розщеплюючи негативно заряджений атом водню та віддаючи його кофактору НАД +: Таким чином АДГ перетворює етанол в ацетальдегід. Ацетальдегід, або етанал, є токсичним і спричинює ряд недуг для здоров'я.

Їжа зазвичай містить лише невелику кількість етанолу, який організм може швидко перетворити. Тому етанольні кількості лише невеликі. Ацетальдегід, в свою чергу, є субстратом для АЛДГ.АЛДГ каталізує перетворення ацетальдегіду в оцтову кислоту, перш ніж оцтова кислота може бути додатково розщеплена і розбита на воду та вуглекислий газ. У такому вигляді молекули абсолютно нешкідливі.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Дегідрогенази знаходяться здебільшого в рідких частинах клітинної плазми або в мітохондріях. Жіночі тіла виробляють менше АДГ, ніж чоловічі. Це сприяє тому, що жінки в середньому більш чутливі до алкоголю.

Точні значення різних дегідрогеназ змінюються не тільки між різними групами ферментів, але і між різними особами та етнічними групами. У Східній Азії та серед корінних народів Америки та Австралії рівень АДГ в середньому нижчий, ніж, наприклад, у європейців. Геном людини має 19 відомих генів, які визначають АЛДГ. Ці гени знаходяться на дванадцятій хромосомі. Вони визначають, який порядок приймають амінокислоти в ланцюгах білків.

Властивості білкових структур випливають із цієї послідовності. Форма дегідрогеназ і, отже, їхня функція також залежить від послідовності амінокислот під час синтезу. Наприклад, ALDH2 складається з 500 амінокислот. Як правило, клітини синтезують дегідрогенази, які їм згодом також потрібні; Це означає, що немає необхідності транспортувати речовини.

Хвороби та розлади

При розщепленні алкоголю в організмі людини ацетальдегід утворюється як проміжна стадія. Речовина отруйна; тому фермент ALDH повинен якомога швидше перетворити його в оцтову кислоту. Однак при більшій кількості алкоголю це зазвичай не працює повністю. Тому похмілля затримується через кілька годин після вживання алкоголю.

Медицина також називає це вейсалгія. Типовими симптомами є головний біль, нездужання, запаморочення в шлунку, блювання та втрата апетиту. Здатність до концентрації та реакції часто обмежена. Наскільки чутливі люди до алкоголю, серед іншого, залежить від того, скільки дегідрогеназ виробляють клітини печінки. Дегідрогенази також відіграють певну роль у розвитку або підтримці різних захворювань. Наприклад, жирна альдегіддегідрогеназа (FALDH) відіграє центральну роль у розвитку синдрому Шегрена.

Основними симптомами клінічної картини є відсталість психічного розвитку та прогресуюча спастична параплегія. Спастична параплегія є нейродегенеративним захворюванням і характеризується спастичним паралічем в ногах. Синдром Шегрена-Ларссона також означає, що роговий шар шкіри більш виражений і утворює чітко видимі шкірні лусочки (іхтіоз). Крім цих трьох кардинальних симптомів, поширені розлади сітківки. Причина синдрому криється в генах, які кодують FALDH. Через мутацію організм неправильно синтезує ферментний комплекс з FALDH. Внаслідок цього концентрація жирних спиртів та жирних альдегідів у плазмі крові збільшується.