Dehüdrogenaasid on ensüümide osalevad oksüdatsiooniprotsessides. Need esinevad inimkehas erinevates variantides ja katalüüsivad näiteks alkohol aasta maks.
Mis on dehüdrogenaasid?
Dehüdrogenaasid on spetsialiseerunud ensüümide. Need biokatalüsaatorid kiirendavad substraatide looduslikku oksüdeerumist. Oksüdeeruv aine kaotab elektronid. Bioloogilistes reaktsioonides dehüdrogenaasid jagunevad vesinik anioonid substraadist. Anioonid on negatiivselt laetud osakesed. Sel juhul a vesinik aatom aktsepteerib elektroni ja omandab seeläbi negatiivse elektrilaengu. Tegelik reaktsioon toimub ensüümi aktiivses kohas. Kui dehüdrogenaas lõhustub vesinik substraadist tulenevad anioonid, aktsepteerivad kofaktorid elektrone ja vesinikku. Kofaktorid on molekulid millel on ensümaatilistes protsessides abistav roll, kuid mis ei ole seotud lõhustamisega ise. Dehüdrogenaaside kofaktorite hulka kuuluvad nikotiinamiid-adeniin-dinukleotiid (NAD +) ja flaviin-adeniin-dinukleotiid (FAD). Erinevalt dehüdrogenaasidest lagunevad dehüdrataasid tervikuna vesi molekulid nende substraadist. Dehüdrogenaasid võivad põhjustada ka vastupidise reaktsiooni, aidates pigem kaasa redutseerimisele kui oksüdeerumisele. Redutseerimisel aktsepteerib osake elektrone selle asemel, et neid annetada. Bioloogia liigitab dehüdrogenaasid oksiidreduktaasideks. Seda tüüpi ensüüme leidub igas elusorganismis.
Funktsioon, tegevus ja ülesanded
Dehüdrogenaasid moodustavad rühma, mis koosneb paljudest spetsialiseerunud rühmadest ensüümide. Üksikutel ensüümidel on inimkehas erinevad ülesanded. Bioloogia jagab erinevad dehüdrogenaasid alarühmadesse. Näiteks aldehüüddehüdrogenaasid (ALDH) moodustavad dehüdrogenaaside rühma peamiselt maks. Reeglina vastutab ALDH ainult konkreetse substraadi eest ega saa osaleda teiste substraatide oksüdatsioonis. Näiteks töötlevad ALDH1A1, -1A2 ja -1A3 võrkkesta, mida leidub A-vitamiini. Sellel reeglil on siiski erandeid: näiteks ALDH2 võib töötada erinevate substraatidega ja ei piirdu ühe ainega. Aastal maks, dehüdrogenaasid lagunevad alkoholNäiteks etanool. Seeläbi osalevad nad veri, mis on üks olulisemaid maksa ülesanded. etanool molekul dokkib kõigepealt alkohol hüdrogenaas (ADH). Ensüümi abil etanool oksüdeerub, eraldades negatiivselt laetud vesiniku aatomi ja vabastades selle oma kofaktorisse NAD +: ADH muundab sel viisil etanooli atseetaldehüüdiks. Atsetaldehüüd või etanaal on mürgised ja käivitavad hulga tervis kaebusi. Tavaliselt sisaldab toit vähe etanooli, mida keha saab kiiresti muuta. Seetõttu on ka etanaali kogused väikesed. Atsetaldehüüd annab omakorda ALDH substraadi. ALDH katalüüsib atsetaldehüüdi muundumist äädikhape enne kui äädikhapet saab veelgi lõhustada ja lagundada vesi ja süsinik dioksiid. Selles vormis molekulid on täiesti kahjutud.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Dehüdrogenaase leidub enamasti rakuplasma vedelates osades või mitokondrid. Naiste keha toodab vähem ADH kui meeste kehad. See aitab kaasa asjaolule, et naised on alkoholi suhtes keskmiselt tundlikumad. Erinevate dehüdrogenaaside täpne tase varieerub mitte ainult erinevate ensüümide rühmade, vaid ka erinevate inimeste ja etniliste rühmade vahel. Ida-Aasias ning Ameerika ja Austraalia põlisrahvaste seas on ADH tase keskmiselt madalam kui näiteks eurooplaste seas. Inimese genoomil on 19 teadaolevat geeni, mis määravad ALDH. Need geenid asuvad kaheteistkümnendal kromosoomil. Nad määravad aminohapped valguahelates. See järjestus määrab omakorda valgu struktuuride omadused. Dehüdrogenaaside kuju ja seega ka nende funktsioon sõltuvad aminohapped sünteesi ajal. Näiteks ALDH2 koosneb 500-st aminohapped. Reeglina sünteesivad rakud dehüdrogenaase, mida nad ka hiljem vajavad; see välistab vajaduse aineid transportida.
Haigused ja häired
Kui alkohol laguneb inimkehas, moodustub vaheühendina atseetaldehüüd. Aine on mürgine; ensüüm ALDH peab selle seetõttu muundama äädikhape võimalikult kiiresti. Suurema alkoholikoguse korral ei ole see tavaliselt siiski päris edukas. Mõni tund pärast alkoholi tarvitamist seepärast pohmelus jäänused. Meditsiin nimetab seda ka veisalgiana. Tüüpilised sümptomid on peavalu, halb enesetunne, vajuv tunne kõht, oksendamine ja isukaotus. Keskendumis- ja reageerimisvõime on sageli häiritud. Kui tundlikud inimesed alkoholi suhtes on, sõltub muu hulgas sellest, kui palju dehüdrogenaase maksarakud toodavad. Dehüdrogenaasid mängivad rolli ka erinevate haiguste tekkimisel või säilimisel. Näiteks rasvane aldehüüddehüdrogenaas (FALDH) on keskne positsioon Sjögreni sündroom. Sündroomi peamised sümptomid on vaimsed aeglustumine ja progresseeruv spastiline parapleesia. Spastiline parapleesia on neurodegeneratiivne häire ja seda iseloomustab jalgade spastiline halvatus. Sjögren-Larssoni sündroom põhjustab ka nahk muutuda selgemaks ja vorm selgelt nähtavaks naha kaalud (ihtüoos). Lisaks neile kolmele kardinaalsele sümptomile on võrkkesta häired tavalised. Sündroomi põhjus peitub FALDH-i kodeerivates geenides. Mutatsiooni tõttu ei sünteesi keha FALDH-d sisaldavat ensüümikompleksi õigesti. Selle tulemusena on kontsentratsioon rasvast alkoholid ja rasvane aldehüüdid aasta veri plasma suureneb.
