Xantin oxidáza

Xantin oxidáza je zodpovědný za přeměnu na kyselinu močovou během rozkladu purinů. Nedostatek nebo inhibice enzymu vede ke snížení hladiny kyseliny močové v krvi.

Co je to xantin oxidáza?

Xanthinoxidáza je enzym, který aktivuje (katalyzuje) reakci hypoxanthinu přes xanthin na kyselinu močovou. Obsahuje neproteinovou složku jako tzv. Protetickou (řeckou, protetickou, připojenou) skupinu, která je zodpovědná za reaktivitu.

Je to derivát flavinu. Xantin oxidáza je jedním z flavinových enzymů. V aktivním centru má také železo a molybden. V roce 1902 byl tento enzym poprvé popsán biochemikem F. Schardingerem jako složka kravského mléka, takže se dříve nazýval enzym Schardinger. Působením tohoto enzymu mění barvivo methylenová modrá barvu, kterou lze použít jako typickou detekční reakci pro rozlišení mezi syrovým a tepelně ošetřeným mlékem.

Enzym je zničen při vysokých teplotách. Změna barvy je způsobena skutečností, že enzymy přítomné v surovém mléce (jako je xantin oxidáza) v přítomnosti formaldehydu odbarvují methylenovou modrou, když jsou vystaveny vzduchu.

Funkce, efekt a úkoly

Nejznámějším úkolem xanthinoxidázy je tvorba kyseliny močové v purinovém metabolismu. V každé buňce jsou přítomny puriny. Jsou součástí nukleových bází adenosinu a guaninu, ze kterých jsou společně s pyrimidinovými bázemi cytosin a thymin (nebo uracil) vytvořeny nukleové kyseliny DNA a RNA.

Genetická informace v různých buňkách těla se skládá z nukleových kyselin. To platí pro lidi a zvířata. Například lidé s masnými výrobky požívají velké množství potravy pro zvířata. Pokud vlastní buňky těla klesnou nebo pokud se štěpí živočišné buňky, které vstupují do těla potravou, produkují se nukleové kyseliny a tím i puriny. Ty se převádějí na kyselinu močovou. Působením xantin oxidázy se nejprve vytvoří hypoxanthin a v dalším kroku se xanthin, který se přeměňuje na kyselinu močovou a může se do značné míry vylučovat ledvinami. Pouze malá část kyseliny močové opouští tělo střevy.

Pokud se v těle hromadí velké množství purinu nebo je vylučování močí omezeno, hladina kyseliny močové v krvi stoupá. Druhý enzym podílející se na rozkladu purinu také produkuje kyselinu močovou. Nazývá se xantin dehydrogenáza, používá nikotinamid adenin dinukleotid (NAD) a je převládajícím enzymem. Naproti tomu xantin oxidáza má flavin adenin dinukleotidovou podjednotku (FAD). Pokud není dostatečný přísun, například z důvodu nedostatečného krevního oběhu, mohou se oba enzymy přeměnit na sebe.

Při přeměně působením xanthinoxidázy se také tvoří vedlejší produkt peroxid vodíku. Peroxid vodíku sám o sobě není radikál, ale je to reaktivní látka. To je důvod, proč je rychle zneškodněn působením jiných enzymů (peroxidáza, kataláza) v těle.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

K rozkladu purinů dochází hlavně v játrech. Ve sliznici tenkého střeva se enzym podílí také na inkorporaci železa do transportního proteinu transportního proteinu. Výzkum ukázal, že enzym se nachází v buňkách, které jsou umístěny ve vnitřní stěně krevních cév. V této souvislosti je diskutován její vliv na průběh kardiovaskulárních chorob a poškození způsobené oxidačním stresem.

Podíl oxidázy ve vztahu k dehydrogenáze jako enzymatickému systému, který je zodpovědný za přeměnu purinů na kyselinu močovou, je 20 procent. Forma xanthin dehydrogenázy je přítomna 80 procent. Flavin obsažený v xantin oxidáze je jedním z riboflavinů, který je identický s vitaminem B2. Molybdenová podjednotka obsažená v xanthin oxidáze je vázána alopurinolem, který je strukturou velmi podobnou purinům. Tímto způsobem je enzym téměř úplně inhibován. Aktivita enzymu může být stanovena nepřímo z množství vytvořené kyseliny močové.

Nemoci a poruchy

U jídel bohatých na purin nebo se zvýšenou buněčnou smrtí, ke kterým dochází například během terapie rakoviny, se aktivuje reakce xanthinoxidázy a produkuje se větší množství kyseliny močové. Hladina kyseliny močové v krvi se zvyšuje.

Pokud je enzym inhibován, koncentrace kyseliny močové v krvi klesá. Tento účinek je základem léků při dny. U dny vede zvýšená koncentrace kyseliny močové ke krystalizaci a tím k nepohodlí v kloubech. Léky obsahující alopurinol jsou standardní přípravky používané k léčbě dny. V dědičné formě nedostatku enzymů je aktivita snížena v důsledku mutací. Tento stav je zděděn jako autozomálně recesivní vlastnost. Dítě onemocní, pokud oba rodiče mají postiženou alelu. Snížená aktivita xanthinoxidázy také nastává, když chybí kofaktor molybdenu, protože se nevytváří kvůli defektu.

Xantin a hypoxanthin se hromadí. U postižených je patrná významně zvýšená hladina xanthinu v krvi a výskyt xanthinu v moči (xantinurie). Při určování xanthinu k detekci nedostatku enzymů musí být jako zdroj xanthinu vyloučeny potraviny, jako jsou kávová zrna, čaj, mate nebo brambory. Hladiny kyseliny močové jsou naopak sníženy. Protože xanthin se nerozkládá a je málo rozpustný, může tvořit krystaly. Ve většině případů je nemoc bez příznaků. Jiní však mohou mít problémy s ledvinami, infekce močových cest nebo krev v moči.

Pokud se xantinové kameny tvoří při těžkém onemocnění, mohou být uloženy v ledvinové tkáni nebo v močovém traktu. Postižení musí věnovat pozornost dietě s nízkým obsahem purinů a dostatku tekutin.