Біокаталізатор Сульфітна оксидаза викликає перетворення токсичних сполук сірки від розпаду амінокислот до нетоксичних сульфатів.
Він життєво важливий і тому виникає у всіх організмів. Якщо його функцію порушено генетичним дефектом, виникає дефіцит сульфітоксидази. Надмірно високий вміст сульфіту в крові також може мати негативний вплив на здорових пацієнтів.
Що таке сульфітна оксидаза?
Сульфітна оксидаза (назва гена: SUOX) - назва ферменту, що містить молібден, який складається з 466 амінокислот. Належить до сімейства ксантинових дегідрогеназ і міститься майже у всіх організмах. У його центрі міститься молібден, життєво важливий мікроелемент.
Метал зустрічається там у своєму біодоступному вигляді як молібдатний аніон. Сульфітна оксидаза використовує її як кофактор (молібдат-молібдоптерин). Фермент перетворює сірковмісні амінокислоти метіонін, цистеїн тощо, які потрапляють через їжу, у нешкідливі сірчані солі (сульфати), які потім виводяться з сечею. У ссавців біокаталізатор, що руйнує сірку, відбувається насамперед у печінці та нирках. Фермент сульфітоксидаза забезпечує поєднання кисню крові з незамінними амінокислотами та іншими сірчистими речовинами.
Вивільнені електрони використовуються через ланцюг транспорту електронів для отримання АТФ (аденозинтрифосфату). Фермент каталізує в 10 разів більше сульфітів на літр спирту.
Функція, ефект та завдання
Кожен щодня вживає сірковмісні білки та харчові добавки. Останні містяться, наприклад, в маринованих овочах, грейпфрутовому соку тощо і призначені для захисту їжі від мікробної атаки та знебарвлення. Вони утворюють букетні речовини у вині.
Розпад лише цистеїну призводить до отримання 1680 мг токсичного сульфіту в організмі щодня, який необхідно негайно перетворити сульфітоксидазою, щоб органи та тканини не були пошкоджені. Фермент працює разом з іншими біокаталізаторами. Сульфіти отруйні і можуть руйнувати життєво важливі речовини в організмі і гальмувати необхідні обмінні процеси навіть у найменших кількостях. Для того, щоб можна було провести важливу детоксикацію клітин, сульфітна оксидаза потребує молібдену мікроелементу.
Нестача цього металу може призвести до серйозних наслідків. Занадто високий вміст ртуті в організмі також може пригнічувати функціональність сульфітоксидази.
Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення
Сульфітоксидаза виробляється в основному в мітохондріях, "енергетичних центрах" клітин. У щурів, наприклад, 80 відсотків його відбувається в мітохондріях клітини печінки. Крім того, він ще сильно представлений у клітинах нирок.
Оксид молібдену, необхідний для активності сульфітоксидази, знаходиться в активному центрі ферменту. Як нещодавно вчені виявили, наночастинки триоксиду молібдену можуть замінити його у пацієнтів з дефіцитом молібдену. Вони мають схожу каталітичну дію на організм, як природний фермент. Таким чином можна було б лікувати раніше летальні захворювання, такі як сульфоцистеїнурія.
Хвороби та розлади
Дефіцит сульфітоксидази може викликати астматичні та навіть анафілактичні реакції у здорових людей, оскільки парасимпатична нервова система впливає на тучні клітини, відповідальні за розвиток алергії.
Крім того, якщо рівень сульфітоксидази занадто низький, це може призвести до сильної втоми, головних болів і низького рівня цукру в крові. Однак генетичний дефіцит життєво важливого ферменту має ще гірші наслідки. Новонароджене народжується з фізичними деформаціями та психічними вадами. Цей так званий дефіцит сульфіт-оксидази або сульфоцистеїнурія виникає як захворювання з дефіцитом кофактора молібдену (MoCo) у приблизно 100 000 до 500 000 народжених. У немовлят, які страждають ізольованим дефектом сульфітоксидази, проявляються подібні симптоми: виражена енцефалопатія, ледь керовані судоми, спастичність, мікроцефалія, м'язова релаксація та прогресуюча атрофія мозку.
Оскільки аутосомно-рецесивно-спадкову хворобу з дефіцитом в даний час не можна ефективно лікувати, маленькі пацієнти зазвичай вмирають у дитячому віці: сірчані сполуки, які не розщеплювали отруйні нейрони та мієлінові оболонки центральної нервової системи та накопичуються у клітинній тканині. Навіть після народження виникають проблеми з прийомом їжі та блювотою шлункового вмісту. Немовлята народжуються з деформованим черепом (виступаючий лоб, глибоко поставлені очі, надмірно довгі повіки, густі губи, маленький ніс). Протягом перших місяців життя кришталик зміщується в оці.
Близько 75 відсотків випадків сульфоцистеїнурії, описаних до цього часу, викликані дефіцитом MoCo: Усі три ферменти, що беруть участь у розпаді сірки в організмі, сульфітна оксидаза, ксантин оксидаза та альдегід оксидаза, виявляють значно знижену активність. Причиною дефіциту виділеної сульфіт оксидази є мутація гена SUOX (хромосома 12). Він з'являється у трьох варіантах: тип A (мутація в гені MOCS1), тип B (ген MOCS2) і тип C (ген MOCS3). Мутація типу A є найпоширенішою. Він пригнічує утворення молекули-попередника cPMP. Однак речовина тепер може бути виготовлена та введена в лабораторії.З метою поліпшення часу виживання хворого дитини, хворобу дефіциту слід діагностувати якомога швидше та лікувати щоденним внутрішньовенним введенням молібдату.
У такий спосіб можна утримувати хоча б подальшу шкоду. Дитині дають спазмолітичні препарати для боротьби з судомами. Вони також повинні бути на дієті з низьким вмістом білка. Альтернативно, також може вводитися попередник MoCo Z. Він зменшує судоми і запобігає подальшому ураженню мозку. Медицина покладає великі надії на лікування раніше невиліковного захворювання наночастинками триоксиду молібдену, які беруть на себе роль сульфітоксидази в організмі. Щоб дізнатись, чи є у ненародженої дитини дефіцит сульфітоксидази, вагітна може перевірити рівень S-сульфоцистеїну в навколоплідних водах.
