Xanthine oxidase

Det Xanthine oxidase er ansvarlig for omdannelsen til urinsyre under nedbrydningen af ​​purinerne. En mangel eller en hæmning af enzymet fører til et fald i urinsyreniveauet i blodet.

Hvad er xanthine oxidase?

Xanthine oxidase er et enzym, der initierer (katalyserer) reaktionen af ​​hypoxanthin via xanthin til urinsyre. Det indeholder en ikke-protein del som en såkaldt protesegruppe (græsk, protetos, vedhæftet) gruppe, der er ansvarlig for reaktivitet.

Det er et derivat af flavin. Xanthine oxidase er en af ​​flavinenzymerne. Det har også jern og molybdæn i det aktive centrum. I 1902 blev enzymet for første gang beskrevet som en komponent i komælk af biokemikeren F. Schardinger, så det tidligere blev kaldt Schardinger-enzymet. Under virkningen af ​​dette enzym ændrer farven på farvestoffet methylenblåt, som kan bruges som en typisk detekteringsreaktion til at skelne mellem rå og varmebehandlet mælk.

Enzymet ødelægges ved høje temperaturer. Ændringen i farve skyldes det faktum, at enzymerne, der findes i rå mælk (såsom xanthinoxidase) i nærvær af formaldehyd, farver methylenblå, når de udsættes for luft.

Funktion, effekt og opgaver

Den bedst kendte opgave med xanthineoxidase er dannelsen af ​​urinsyre i purinmetabolismen. Puriner er til stede i hver celle. De er en del af de nukleiske baser adenosin og guanin, hvorfra, sammen med pyrimidinbaserne cytosin og thymin (eller uracil), nucleinsyrerne DNA og RNA er opbygget.

Den genetiske information i kroppens forskellige celler består af nukleinsyrer. Dette gælder mennesker og dyr. For eksempel indtager mennesker med kødprodukter en stor mængde i form af animalsk mad. Hvis kroppens egne celler går under, eller hvis dyreceller, der kommer ind i kroppen gennem mad, nedbrydes, produceres nukleinsyrer og dermed også puriner. Disse omdannes til urinsyre. Under virkningen af ​​xanthine oxidase dannes først hypoxanthine, og i et yderligere trin xanthine, der omdannes til urinsyre og i vid udstrækning kan udskilles via nyrerne. Kun en lille andel urinsyre forlader kroppen gennem tarmen.

Hvis kroppen akkumulerer store mængder purin eller er begrænset i udskillelse i urinen, stiger urinsyreniveauet i blodet. Et andet enzym involveret i nedbrydning af purin producerer også urinsyre. Det kaldes xanthin dehydrogenase, bruger nicotinamid adenindinucleotid (NAD) og er det dominerende enzym. I modsætning hertil har xanthineoxidase en flavin-adenindinucleotid-underenhed (FAD). I tilfælde af utilstrækkelig forsyning, for eksempel på grund af mangel på blodstrøm, kan begge enzymer omdannes til hinanden.

Reaktionen under virkningen af ​​xanthineoxidase producerer også hydrogenperoxid som et biprodukt. Hydrogenperoxid er ikke i sig selv en radikal, men det er et reaktivt stof. Dette er grunden til, at det hurtigt gøres ufarligt ved virkningen af ​​andre enzymer (peroxidase, katalase) i kroppen.

Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier

Purin-nedbrydning finder hovedsageligt sted i leveren. I slimhinden i tyndtarmen er enzymet også involveret i inkorporering af jern i transportproteintransferrin. Forskning har vist, at enzymet findes i celler, der er placeret i den indre væg af blodkar. I denne sammenhæng diskuteres dens indflydelse på forløbet af hjerte-kar-sygdomme og skader forårsaget af oxidativ stress.

Andelen af ​​oxidase i forhold til dehydrogenase, det enzymsystem, der er ansvarligt for omdannelse af puriner til urinsyre, er 20 procent. Xanthine dehydrogenase-formen er 80 procent til stede. Flavinen indeholdt i xanthine oxidase er en af ​​riboflaviner, som er identisk med vitamin B2. Molybdensubenheden indeholdt i xanthineoxidase er bundet af allopurinol, der meget ligner struktur i forhold til puriner. På denne måde hæmmes enzymet næsten fuldstændigt. Aktiviteten af ​​enzymet kan bestemmes indirekte ud fra den dannede mængde urinsyre.

Sygdomme og lidelser

Ved måltider rig på purin eller med forøget celledød, som for eksempel forekommer under kræftbehandling, aktiveres xanthineoxidasereaktionen, og der produceres større mængder urinsyre. Niveauet af urinsyre i blodet stiger.

Hvis enzymet hæmmes, falder urinsyrekoncentrationen i blodet. Denne virkning er grundlaget for medicinen mod gigt sygdom. I gigt fører de øgede urinsyrekoncentrationer til krystallisation og dermed til ubehag i leddene. Lægemidler, der indeholder allopurinol, er standardpræparater, der bruges til behandling af gigt. I den arvelige form for enzymmangel reduceres aktiviteten på grund af mutationer. Denne tilstand arves som en autosomal recessiv egenskab. Barnet bliver sygt, hvis begge forældre bærer en berørt allel. En reduceret aktivitet af xanthineoxidase forekommer også, når molybdæncofaktoren er mangelfuld, fordi den ikke dannes på grund af en defekt.

Xanthine og hypoxanthine ophobes. Der ses markant forhøjede xanthin-niveauer i blodet og udseendet af xanthine i urinen (xanthineuria) hos dem, der er berørt. Ved bestemmelse af xanthine til påvisning af enzymmangel skal fødevarer som kaffebønner, te, mate eller kartofler udelukkes som en kilde til xanthine. Urinsyreniveauet sænkes på den anden side. Da xanthin ikke nedbrydes og er sparsomt opløseligt, kan det danne krystaller. I de fleste tilfælde er sygdommen symptomfri. Andre kan imidlertid have nyreproblemer, urinvejsinfektioner eller blod i urinen.

Hvis der dannes xanthinsten i en alvorlig sygdom, kan de deponeres i nyrevævet eller i urinvejen. De berørte skal være opmærksomme på en lav purin diæt og masser af væsker.