Ксантиноксидаза

The Ксантиноксидаза відповідає за перетворення сечової кислоти під час розпаду пуринів. Дефіцит або пригнічення ферменту призводить до зниження рівня сечової кислоти в крові.

Що таке ксантиноксидаза?

Ксантиноксидаза - це фермент, який активізує (каталізує) реакцію гіпоксантину через ксантин до сечової кислоти. Він містить небілковий компонент як так звану протезну (грецьку, протезувальну, додається) групу, яка відповідає за реактивність.

Це похідне флавіну. Ксантиноксидаза - один з флавінових ферментів. Він також має залізо та молібден в активному центрі. У 1902 р. Біохімік Ф. Шардінгер фермент був вперше описаний як компонент коров'ячого молока, так що його раніше називали ферментом Шардінгера. Під дією цього ферменту змінюється колір барвника метиленового синього, що може використовуватися як типова реакція виявлення для розрізнення сировини та термообробленого молока.

Фермент руйнується при високих температурах. Зміна кольору пов'язана з тим, що ферменти, присутні в сирому молоці (наприклад, ксантиноксидаза) в присутності формальдегіду, знебарвлюють метиленовий синій при впливі повітря.

Функція, ефект та завдання

Найвідомішим завданням ксантиноксидази є утворення сечової кислоти в межах пуринового обміну. Пурини присутні у кожній клітині. Вони входять до складу нуклеїнових основ аденозину та гуаніну, з яких разом із основами піримідину цитозин та тимін (або урацил) будуються ДНК нуклеїнових кислот та РНК.

Генетична інформація в різних клітинах організму складається з нуклеїнових кислот. Це стосується людей і тварин. Наприклад, люди з м'ясними продуктами вживають велику кількість у вигляді продуктів тваринного походження. Якщо власні клітини організму підпадають або розбиваються клітини тварин, які потрапляють в організм через їжу, утворюються нуклеїнові кислоти, а отже, і пурини. Вони перетворюються на сечову кислоту. Під дією ксантиноксидази спочатку утворюється гіпоксантин, а на подальшому етапі - ксантин, який перетворюється на сечову кислоту і може значною мірою виводитися через нирки. Лише невелика частка сечової кислоти залишає організм через кишечник.

Якщо в організмі накопичується велика кількість пурину або обмежується виділення з сечею, рівень сечової кислоти в крові підвищується. Другий фермент, що бере участь у розпаді пурину, також виробляє сечову кислоту. Вона називається ксантиндегідрогеназа, використовує нікотинамід-аденінудинуклеотид (НАД) і є переважаючим ферментом. На відміну від цього, ксантиноксидаза має субодиницю фланін-аденіну-динуклеотиду (FAD). Якщо недостатнє постачання, наприклад, через брак кровообігу, обидва ферменти можуть перетворюватися один в інший.

Перетворюючись під дією ксантиноксидази, перекис водню також утворюється як побічний продукт. Перекис водню сама по собі не є радикалом, але є реакційноздатною речовиною. Ось чому він швидко стає нешкідливим завдяки дії інших ферментів (пероксидази, каталази) в організм.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Розпад пурину відбувається переважно в печінці. У слизовій оболонці тонкої кишки фермент також бере участь у включенні заліза в транспортний білок трансферрин. Дослідження показали, що фермент знаходиться в клітинах, які розташовані у внутрішній стінці кровоносних судин. У цьому контексті обговорюється його вплив на перебіг серцево-судинних захворювань та пошкодження, спричинені окислювальним стресом.

Частка оксидази по відношенню до дегідрогенази як ферментної системи, що відповідає за перетворення пуринів в сечову кислоту, становить 20 відсотків. Форма ксантиндегідрогенази присутня на 80 відсотків. Флавін, що міститься в ксантиноксидазі, є одним з рибофлавінів, який ідентичний вітаміну В2. Субодиниця молібдену, що міститься в ксантиноксидазі, пов'язана алопуринолом, який за будовою дуже схожий на пурини. Таким чином фермент майже повністю інгібується. Активність ферменту можна визначити опосередковано з кількості утвореної сечової кислоти.

Хвороби та розлади

При їжі, багаті пурином або при підвищеній загибелі клітин, що виникає, наприклад, під час терапії раку, активізується реакція ксантин оксидази і утворюється більша кількість сечової кислоти. Рівень сечової кислоти в крові підвищується.

Якщо фермент пригнічується, концентрація сечової кислоти в крові падає. Цей ефект є основою ліків при подагрі. При подагрі підвищені концентрації сечової кислоти призводять до кристалізації і, отже, до дискомфорту в суглобах. Препарати, що містять алопуринол, є стандартними препаратами, що застосовуються для лікування подагри. При спадковій формі дефіциту ферментів активність знижується за рахунок мутацій. Цей стан успадковується як аутосомно-рецесивна ознака. Дитині стає погано, якщо обоє батьків переносять уражений алель. Знижена активність ксантиноксидази виникає і тоді, коли не вистачає кофактора молібдену, оскільки він не утворюється через дефект.

Ксантин і гіпоксантин накопичуються. Значно підвищений рівень ксантину в крові та поява ксантину в сечі (ксантинурія) помітні у хворих. Визначаючи ксантин для виявлення дефіциту ферментів, такі джерела, як кавові зерна, чай, мате або картопля, повинні бути виключені як джерело ксантину. З іншого боку, рівень сечової кислоти знижений. Оскільки ксантин не руйнується і є малорозчинним, він може утворювати кристали. У більшості випадків захворювання є симптоматичним. Однак інші можуть мати проблеми з нирками, інфекції сечовивідних шляхів або кров у сечі.

Якщо ксантинові камені утворюються при важкому захворюванні, вони можуть відкладатися в тканині нирок або в сечовивідних шляхах. Постраждалим доводиться звертати увагу на дієту з низьким вмістом пурина та велику кількість рідини.