dehidrogenaze

dehidrogenaze su enzimi koji su uključeni u procese oksidacije. Javljaju se u različitim varijantama u ljudskom tijelu i, na primjer, kataliziraju razgradnju alkohola u jetri.

Što su dehidrogenaze?

Dehidrogenaze su specijalizirani enzimi. Biokatalizatori ubrzavaju prirodnu oksidaciju supstrata. Tvar koja oksidira gubi elektrone. U biološkim reakcijama dehidrogenaze su odvojile vodikove anione iz supstrata. Anioni su negativno nabijene čestice.

U ovom slučaju, vodikov atom prihvaća elektron i na taj način prima negativan električni naboj. Stvarna reakcija odvija se u aktivnom centru enzima. Kad dehidrogenaza cijepi vodikov anion iz supstrata, kofaktori uzimaju elektrone i vodik. Kofaktori su molekule koje igraju pomoć u enzimskim procesima, ali nisu uključene u samo cijepanje. Kofaktori dehidrogenaze uključuju nikotinamid adenin dinukleotid (NAD +) i flavin adenin dinukleotid (FAD).

Za razliku od dehidrogenaza, dehidrataze su odvojile cijele molekule vode iz supstrata. Dehidrogenaze također mogu izazvati kontra-reakciju i pridonijeti smanjenju umjesto oksidacije. Za vrijeme redukcije, čestica prihvaća elektrone umjesto da ih se odrekne. Biologija dodjeljuje dehidrogenaze oksidnim reduktazama. Ove vrste enzima postoje u svakom živom organizmu.

Funkcija, efekt i zadaće

Dehidrogenaze su skupina koju čine brojni specijalizirani enzimi. Pojedini enzimi imaju različite zadatke u ljudskom tijelu. Biologija dijeli različite dehidrogeneze u daljnje podskupine.

Na primjer, aldehidne dehidrogenaze (ALDH) tvore skupinu dehidrogenaza koje se uglavnom nalaze u jetri. U pravilu, ALDH je odgovoran samo za određeni supstrat i ne može pridonijeti oksidaciji drugih supstrata. Na primjer, ALDH1A1, -1A2 i -1A3 procesuira mrežnicu, koja se nalazi u vitaminu A. Postoje, međutim, iznimke od ovog pravila: ALDH2, na primjer, može raditi s različitim supstratima i nije ograničen na jednu tvar.

U jetri dehidrogenaze razgrađuju alkohol, na primjer etanol. Pomažu u čišćenju krvi, što je jedan od najvažnijih zadataka jetre. Molekula etanola se najprije priključuje u aktivno središte alkoholne hidrogenaze (ADH). Uz pomoć enzima etanol oksidira odvajanjem negativno nabijenog atoma vodika i davanjem u svoj kofaktor NAD +: ADH pretvara etanol u acetaldehid na ovaj način. Acetaldehid, ili etanal, toksičan je i uzrokuje niz zdravstvenih tegoba.

Hrana normalno sadrži samo malu količinu etanola, koje tijelo može brzo pretvoriti. Stoga su etanske količine samo male. Acetaldehid zauzvrat je supstrat za ALDH, a ALDH katalizira pretvorbu acetaldehida u octenu kiselinu prije nego što se octena kiselina može dalje razdvojiti i rastaviti na vodu i ugljični dioksid. U ovom su obliku molekule potpuno bezopasne.

Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti

Dehidrogenaze su uglavnom smještene u tekućim dijelovima stanične plazme ili u mitohondrijama. Ženska tijela proizvode manje ADH-a od muških. To doprinosi činjenici da su žene u prosjeku osjetljivije na alkohol.

Točne vrijednosti različitih dehidrogenaza razlikuju se ne samo između različitih enzimskih skupina, već i između različitih jedinki i etničkih skupina. U istočnoj Aziji i među starosjedilačkim stanovnicima Amerike i Australije razine ADH-a u prosjeku su niže nego, primjerice, u Europljana. Ljudski genom ima 19 poznatih gena koji određuju ALDH. Ovi geni se nalaze na dvanaestom kromosomu. Oni određuju koji redoslijed aminokiselina preuzima unutar lanca proteina.

Svojstva proteinskih struktura proizlaze iz ove sekvence. Oblik dehidrogenaza, a time i njihova funkcija, ovisi i o slijedu aminokiselina tijekom sinteze. Na primjer, ALDH2 se sastoji od 500 aminokiselina. U pravilu, stanice sintetiziraju dehidrogeneze, koje im kasnije također trebaju; Transport tvari stoga nije potreban.

Bolesti i poremećaji

Kada se alkohol razgrađuje u ljudskom tijelu, nastaje acetaldehid kao intermedijarni stadij. Tvar je otrovna; enzim ALDH mora ga pretvoriti u octenu kiselinu što je brže moguće. No, s većim količinama alkohola, to obično ne funkcionira u potpunosti. Stoga se mamurluk zadržava nekoliko sati nakon konzumiranja alkohola.

Medicina ga naziva i Veisalgija. Tipični simptomi su glavobolja, nelagoda, smetnje u želucu, povraćanje i gubitak apetita. Sposobnost koncentracije i reakcije često je ograničena. Koliko su ljudi osjetljivi na alkohol, između ostalog, ovisi i o tome koliko dehidrogenaze proizvode jetrene stanice. Dehidrogenaze također igraju ulogu u razvoju ili održavanju različitih bolesti. Na primjer, masna aldehid dehidrogenaza (FALDH) igra središnju ulogu u razvoju Sjogrenovog sindroma.

Glavni simptomi kliničke slike su mentalna retardacija i progresivna spastička paraplegija. Spastična paraplegija je neurodegenerativna bolest i karakterizira je spastična paraliza u nogama. Sjögren-Larsson sindrom također znači da je horny sloj kože izraženiji i formira jasno vidljive ljuskice kože (ihtioza). Uz ova tri kardinalna simptoma, poremećaji mrežnice su česti. Uzrok sindroma leži u genima koji kodiraju FALDH. Zbog mutacije tijelo ne sintetizira pravilno enzimski kompleks s FALDH-om. Kao rezultat, povećava se koncentracija masnih alkohola i masnih aldehida u krvnoj plazmi.