Aldehüüdoksüdaas esindab ensüümi, mis laguneb aldehüüdid selgroogsetel. Seda leidub imetajate ja inimeste erinevates kudedes. Aldehüüdoksüdaasi täpne funktsioon pole veel teada.
Mis on aldehüüdoksüdaas?
Aldehüüdoksüdaas (AOX1) aitab kaasa aldehüüdid kehas. Siiski on leitud, et see ka laguneb nikotiin kotiniinini. Selles protsessis hapnik aatom on integreeritud hapnikuvabasse nikotiin et moodustada aldehüüdstruktuur. Selle fakti tõttu on aldehüüdoksüdaas oluline ka trüptofaan ainevahetus ja samal ajal ka biotransformatsioon. Peamiselt leidub seda tsütosoolis maks rakud, pankreas, kops, skeletilihased või rasvarakud. Ensüümi aktiivsuse jaoks on kofaktor molübdeen väga oluline. Inimese DNA-s on ainult üks AOX geen mis võib kodeerida funktsionaalset ensüümi. Teistel selgroogsetel on aktiivsed mitmed AOX-geenid. Aldehüüdoksüdaas on väga sarnane ja seotud ensüümiga ksantiindehüdrogenaas. Mõlemad ensüümide võib kasutada hüpoksantiini muundamiseks ksantiiniks koos anhüdroksiidi lisamisega hapnik aatom ja vesi molekul. Ksantiini muundamine kusihappe teostab ainult ksantiinhüdrogenaas (ksantiinoksüdaas). Aldehüüdoksüdaas koosneb 1338-st aminohapped. Molybdopteriin, FAD ja 2 (2Fe2S) toimivad selle efektiivsuse kofaktoritena. Reaktsioon, mida juba iseloomustab oma nimi, tähistab konversiooni aldehüüdid et karboksüülhapped ja vesinik peroksiid, millele on lisatud hapnik ja vesi.
Funktsioon, tegevus ja ülesanded
Ensüüm aldehüüdoksüdaas katalüüsib mitmeid reaktsioone. Suures osas vastutab ta aldehüüdide muundamise eest karboksüülhapped hapniku ja vesi. Üldiselt vahendab aldehüüdoksüdaas substraadile hapniku aatomi lisamist. Muu hulgas katalüüsib see ka nikotiin konitini. Seetõttu mängib see suurt rolli ka biotransformatsioonis ja trüptofaan ainevahetus. Nendes reaktsioonides on molübdeen kofaktorina alati vajalik. Biotransformatsioonis muundab see aldehüüdirühmadega ksenobiootikumid vastavateks karboksüülhapped I faasi reaktsioonis. II faasi reaktsioonis lisatakse karboksüülrühmadele glükuroonhapet, et suurendada vees lahustuvust ja viia võõras molekul kehast välja. Struktuurselt ja keemiliselt on aldehüüdoksüdaas tihedalt seotud homoloogse ensüümiga ksantiinhüdrogenaas (ksantiini oksüdaas). Miks aga ksantiini muundamine kusihappe hapniku ja vee lisamisel katalüüsitakse ainult ksantiinoksüdaasi. Hüpoksantiini muundumist ksantiiniks katalüüsivad endiselt mõlemad ensüümide. Lisaks vastutab aldehüüdoksüdaas ka adipogeneesi eest (rasvarakkude paljunemine). Selles protsessis stimuleerib see koehormooni adiponektiini vabanemist. Adiponektiin omakorda suurendab insuliin. Hepatotsüütides pärsib adiponektiin omakorda aldehüüdoksüdaasi vabanemist. Aldehüüdoksüdaasi (AOX1) defitsiit pärsib ka rakkude lipiidide eksporti. Aldehüüdoksüdaasi täpne funktsioon ei ole täielikult teada.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed tasemed
Aldehüüdoksüdaasi leidub peamiselt tsütoplasmas maks rakke. Kuid seda leidub ka rasvrakkudes, kops kude, skeletilihased ja kõhunääre. Seda segi aeti homoloogse ksantiinoksüdaasiga. Kuigi mõlemad ensüümide on struktuurilt sarnased. Kuid need katalüüsivad osaliselt erinevaid reaktsioone. Mõlemad ensüümid vajavad oma toimimiseks siiski samu kofaktoreid. Need on molübdopteriin, FAD ja 2 (2Fe2S). Kuid aldehüüdoksüdaas mitte ainult ei lagunda aldehüüde, vaid vastutab ka N-heterotsükliliste ühendite, näiteks nikotiini oksüdeerumise eest kotiniiniks.
Haigused ja häired
Koos ksantiindehüdrogenaasi (ksantiini oksüdaas) ja sulfitoksüdaasiga sõltub aldehüüdoksüdaas kofaktorist molübdeenist. Molübdeen liitub kompleksse aatomina molübdopteriinis ja moodustab molübdeenikofaktori. Molübdeenipuudus põhjustab nende kolme ensüümi puudulikku funktsiooni. Ksantiindehüdrogenaas katalüüsib ksantiini lagunemist kusihappe. Ensüüm aldehüüdoksüdaas osaleb selles protsessis ainult osaliselt, näiteks hüpoksantiini lagundamisel ksantiiniks. Siin konkureerib see isegi ksantiinoksüdaasiga. Seetõttu puudub isoleeritud aldehüüdoksüdaasi puudus. Aldehüüdoksüdaas toetab aga katehhoolamiinid.Sulfitoksüdaas vastutab väävel- sisaldavad aminohapped nagu tsüsteiin, tauriin or metioniini. Kui sellel ensüümil on puudus, ei muundata sulfitit enam sulfaadiks. Kofaktori molübdeeni tõttu on neil kolmel ensüümidel tavaliselt ühine defitsiit. Loomulikult on nende ensüümide korral võimalikud mutatsioonidest tulenevad isoleeritud defektid. Spetsiifilise aldehüüdoksüdaasi puudulikkusega kliinilist pilti pole aga siiani kirjeldatud. Tasakaalustamata põhjustatud molübdeeni puudus dieet on jällegi väga haruldane. Kuid see võib juhtuda enam kui kuue kuu molübdeenivaeguse korral parenteraalne toitumine. Sellistel juhtudel on tahhüpnoe, tahhükardia, raske peavalu, iiveldus, oksendamine, tsentraalne näo defitsiit või kooma sageli esineda. Lisaks sallimatus teatud suhtes aminohapped tekib. Uriinis leitakse suurenenud sulfiidi kontsentratsioon, kusihappe sisaldus väheneb veri. Kui molübdeenipuudus püsib pikka aega, võib selle lagunemisel tekkida probleeme väävelsisaldavad aminohapet happed, sulfiidi allergiad, juuste väljalangemine, madal kusihappe sisaldus verija viljakuse probleemid. Enamik sümptomeid on aga tingitud sulfitoksüdaasi ja ksantiindehüdrogenaasi puudusest. Tahhükardia on tõenäoliselt tingitud epinefriini või norepinefriini (katehhoolamiinid), kuna nende lagunemist lükkab edasi aldehüüdoksüdaasi puudus. Molübdeeni puudust võivad põhjustada ülimadalad molübdeenidieedid ja põletikulised soolehaigused nagu Crohni tõbi toidu imendumishäirega. Pärilik molübdeenikofaktori defitsiit, mis on tingitud kahjustatud molübdopteriini sünteesist, on surmav kõigi kolme ensüümi täieliku ebaõnnestumise tõttu ilma ravita.
