Hüpoksantiin on puriini ümbritsev aine ja seda leidub seondunud kujul nukleobaasina ja vabas vormis, näiteks uriinis. See esineb võrdselt näärmetes ja luuüdi. Adeniini deaminatsiooniproduktina oksüdeeritakse hüpoksantiin kusihappe ja ksantiin. Harvem moodustab see selgroo nukleiinhapped.
Mis on hüpoksantiin-guaniinfosforibosüültransferaas?
Hüpoksantiin ja guaniin põhjustavad tetrameerset ensüümi hüpoksantiin-guaniinfosforibosüültransferaas. Selles kontekstis on tetrameerid makromolekulid, mis koosnevad neljast sarnasest ehitusplokist ehk täpsemalt monomeeridest. Ensüüm on eukarüootide puriini metabolismis üks olulisemaid, reageerib sellele tundlikult geen muutused ja inimestel võivad geenimutatsiooni kaudu põhjustada kõrvalekaldeid, mis väljenduvad teatud ainevahetushaigustes. Sellised on näiteks Lesch-Nyhani ja Kelley-Seegmilleri sündroomid.
Funktsioon, efektid ja rollid
Ensüüm hüpoksantiin-guaniinfosforibosüültransferaas suurendab puriini ainevahetust ja selle energeetilist tugevust. Selle aluseks on puriin alused, mis on nukleiinhapped struktuurselt saadud puriinist. Sellised on ksantiin, hüpoksantiin, adeniin ja guaniin, mis kinnituvad teistele alused by vesinik võlakirjad. Sellistel sidemetel on suur mõju DNA topeltheeliksile ja replikatsioonile ning neil on oma osa valgu biosünteesis. Puriin alused saab taaskasutada kaks ensüümide. Lisaks hüpoksantiin-guaniinfosforibosüültransferaasile on see adeniinfosforibosüültransferaas. Mõlemad moodustavad fosforibosüüljäägi kaudu nukleotiidi, mis omakorda on selle põhiline ehitusplokk nukleiinhapped nii DNA-s kui ka RNA-s. Molekul koosneb suhkur, alus ja fosfaat ja reguleerib rakkude elutähtsaid funktsioone. Monteerimisel salvestatakse ATP ja kusihappe moodustumine on vähenenud. Kui puriinaluseid taaskasutatakse, nimetatakse seda päästeteeks. See on metaboolsete radade üldmõiste, kus biomolekuli süntees tuleneb laguproduktidest. Siin teostab organism endogeenset ringlussevõttu, umbes XNUMX protsenti puriinalustest taaskasutatakse ja kümme protsenti tegelikult eritub. See näitab puriinaluse ringlussevõtu efektiivsust ja hüpoksantiin-guaniinfosforibosüültransferaasi tähtsust.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed tasemed
Kui nüüd tekivad mutatsioonid HPRT-s geen, suurus ja aminohapped võib muutuda. See võib olla täiendavate DNA järjestuste või nukleotiidide sisestamine, mis omakorda viib DNA vale tootmiseni geen geenile kodeeritud produkt või isegi kogu järjestuse kustutamine. Näiteks, kui aminohappejärjestust muudetakse, võivad haigused, näiteks podagra tulemuseks. Ainevahetushaigused, nagu Lesch-Nyhani sündroom, on eriti tõsised geenidefekti tagajärjel. See on päritud x-seotud retsessiivsel viisil, mis tähendab, et see mõjutab peamiselt mehi, kellel on ainult üks X-kromosoom. Naistel võib geneetiline defekt esineda, kuid haigusena puhkeb see ainult siis, kui mõlemad X kromosoomid mõjutatud, mis on suhteliselt haruldane. Enamasti kompenseerib esimese X-i defekti teine X-kromosoom.
Haigused ja häired
Sündroom avaldub hüpoksantiin-guaniini fosforibosüültransferaasi puudulikkuses. Geneetilise defekti tõttu ensüümi ei toodeta. Guaniini ja hüpoksantiini aluste mutatsiooni ning vähese ringlussevõtu ja muundamise tõttu tekib puriinaluste akumuleerumine, mida organism peab rohkem üles ehitama ja eritama. Jaotus toimub vahesaaduse ksantiini kaudu, mis muundatakse kusihappe ja eritub neerude kaudu. Kui see protsess on piiratud, moodustuvad uriini piirkonnas kusihappekristallid liigesed, mis käivitavad seejärel suurenenud rünnakud podagra. Ensüümi enam ei toodeta, kusihappe sisaldus kudedes ja veri suureneb ja keskne närvisüsteem on häiritud. Sündides ei ole Lesch-Nyhani sündroom otseselt nähtav. Alles umbes kümne kuu pärast on silmatorkav jalg äratuntav asend ja lapse kalduvus vähe liikuda ja vaimselt aeglasemalt areneda. Sündroom avaldub kergetes ja rasketes ilmingutes. Suurenenud kusihappe sekretsioon ja kerge podagra rünnakud on kergem vorm; raskete ilmingute korral tekivad enesevigastused, tõsised vaimsed häired ja agressiivsus. Enesevigastamine toimub läbi sõrm or huule hammustused. Jäsemete hammustuste korral täheldatakse sageli, et mõjutatud isikud piiravad oma autoagressiooni ainult ühe käega. Seejärel on agressioon omakorda eriti sageli suunatud lähedaste isikute, näiteks õdede-vendade või vanemate vastu. Haiguse kõige raskemat ilmingut iseloomustavad mitmed neuroloogilised düsfunktsioonid ja väga väljendunud kalduvus enesevigastamisele. Sündroom avaldub järgmiselt spastilisus, düstoonia, hüpotoonia, koreoatetoos ja suurenenud refleksiivsus. Vaimsed omadused ja areng on tõsiselt kahjustatud. Eriti drastilisel määral võib sündroom ka viima surmani selles seisund. Haigus diagnoositakse meditsiinilise pildi järgi. Kusihappe tase uriinis ja veri mõõdetakse hüpoksantiin-guaniinfosforibosüültransferaasi aktiivsust kudedes ja veres. Viimane on tugevalt vähenenud ja võib esineda ka prenataalselt. Ravi haigusest on raske. Ravi pole olemas ja ilma ravita sureb laps esimestel eluaastatel. Mõnel juhul on piimahambad tuleb ennetava meetmena välja võtta. Muud terapeutilised lähenemisviisid hõlmavad kusihappe taseme langetamist koos ravimid nagu allopurinoolile, mis toimib podagra inhibiitorina. Kuigi puriinaluseid see ringlusse ei võta, parandab see kusihappe lagunemist. Samamoodi vastavad haigused, infektsioonid ja närvikahjustusi ravitakse ja erilist dieet soovitatakse, mis enamasti väldib liha ja sisaldab vähe puriini. Uuringuid tehakse ka psühhosomaatiliste kaasnevate valdkonnas läbi sügava aju stimulatsioon. Meditsiin loodab, et see hoiab ära agressiooni ja enese moonutamise. Kelley-Seegmilleri sündroom on omakorda kõige kergem hüpoksantiini-guaniini fosforibosüültransferaasi puudulikkuse vorm. Ka siin toodetakse liiga palju kusihapet, mis põhjustab enneaegset podagra. Esimesed sündroomi tunnused on oranžid kristallid lapse mähkmes, kuseteede infektsioonid ja urolitiaas. Puberteedieas, podagra või äge artriit siis areneb. Vaimne alaareng ja eneserünnakud, nagu on näha Lesch-Nyhani sündroomi puhul, ei kehti; maksimaalselt võib tekkida tähelepanupuudus. Varajane ravi võimaldab mõjutatud inimestel tavaliselt elada tavalist eeldatavat eluiga.
