Ksantiini oksüdaas vastutab puriinide muundamise eest kusihappe nende lagunemise ajal. Ensüümi puudulikkuse või pärssimise tagajärjel väheneb kusihappe tasemed veri.
Mis on ksantiinoksüdaas?
Ksantiini oksüdaas on ensüüm, mis käivitab (katalüüsib) hüpoksantiini reaktsiooni ksantiini kusihappe. See sisaldab proteiinivaba osa nn proteesirühmana (kreeka keeles proteesid, kinnitatud), mis vastutab reaktiivsuse eest. See on flaviini derivaat. Seega kuulub ksantiini oksüdaas flaviini ensüümide. Sellel on ka raud ja molübdeen aktiivses kohas. Aastal 1902 kirjeldati ensüümi esmakordselt lehma koostisosana piim biokeemik F. Schardinger, nii et seda nimetati varem Schardingeri ensüümiks. Selle ensüümi toimel toimub värvuse värvimuutus metüleensinine, mida saab kasutada tüüpilise tuvastamisreaktsioonina toorainete ja kuumtöödeldud ainete eristamiseks piim. Kõrgel temperatuuril ensüüm hävib. Värvimuutus on tingitud asjaolust, et ensüümide toores kujul olemas piim (näiteks ksantiinoksüdaas) värvuvad metüleensinine juuresolekul formaldehüüdi kokkupuutel õhuga.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Ksantiinoksüdaasi tuntuim ülesanne on kusihappe moodustumine puriini ainevahetuses. Puriine on igas rakus. Need on nukleiini komponendid alused adenosiin ja guaniin, mis koos pürimidiiniga alused tsütosiin ja tümiin (ja vastavalt uratsiil), moodustavad the,en nukleiinhapped DNA ja RNA. Keha erinevate rakkude geneetiline teave koosneb nukleiinhapped. See kehtib inimeste ja loomade kohta. Seega neelavad inimesed suures koguses lihatoodetega loomset toitu. Kui keha enda rakud hävivad või kui toiduga kehasse sisenevad loomarakud lagunevad, nukleiinhapped ja seega toodetakse puriine. Need muundatakse kusihappeks. Ksantiinoksüdaasi toimel moodustub kõigepealt hüpoksantiin ja järgmises etapis saab kusihappeks muundatud ksantiini suures osas neerude kaudu. Ainult väike osa kusihappest väljub kehast soolestiku kaudu. Kui organismis koguneb suur kogus puriini või kui eritumine uriiniga on piiratud, on kusihappe sisaldus uriinis veri suureneb. Teine puriini lagundamisel osalev ensüüm toodab ka kusihapet. Seda nimetatakse ksantiindehüdrogenaasiks, see kasutab nikotiinamiidadeniindinukleotiidi (NAD) ja on domineeriv ensüüm. Ksantiinoksüdaasil on seevastu flaviini adeniindininukleotiidi (FAD) alaühik. Varude vähenemise korral, näiteks puudumise tõttu veri ringlusnii ensüümide saavad üksteiseks teisendada. Ksantiinoksüdaasi toimel toimuva muundamise ajal vesinik kõrvalsaadusena moodustub ka peroksiid. Vesinik peroksiid ise ei ole radikaal, kuid sellegipoolest on see reaktiivne aine. Seetõttu muudetakse see organismis teiste ensüümide (peroksidaas, katalaas) toimel kiiresti kahjutuks.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Puriin laguneb peamiselt maks. Aasta limaskest Euroopa peensoolde, ensüüm on seotud ka ühendi raud transpordivalku transferriin. Uuringud on näidanud, et ensüümi leidub rakkudes, mis asuvad vere siseseinas laevad. Selles kontekstis on selle mõju südame-veresoonkonna haiguste kulgemisele ja oksüdatiivsete ainete põhjustatud kahjustustele stress arutatakse. Oksüdaasi osakaal dehüdrogenaasis kui ensüümsüsteemis, mis vastutab puriinide muundamise eest kusihappeks, on 20 protsenti. Ksantiindehüdrogenaasi vormi on 80 protsenti. Ksantiinoksüdaasis sisalduv flaviin on üks riboflaviinidest, mis on identne vitamiin B2. Ksantiinoksüdaasis sisalduv molübdeeni alaühik on seotud allopurinoolile, mis sarnaneb oma ülesehituselt tugevalt puriinidega. Sel viisil pärsib ensüüm peaaegu täielikult. Ensüümi aktiivsust saab kaudselt määrata moodustunud kusihappe koguse järgi.
Haigused ja häired
Puriinirikaste söögikordade ajal või ajal suurenenud rakusurma ajal vähk ravinäiteks aktiveeritakse ksantiinoksüdaasi reaktsioon ja moodustub suurem kogus kusihapet. Kusihappe tase veres suureneb. Kui ensüüm on pärsitud, siis kusihape kontsentratsioon veres väheneb. See efekt on ravimi aluseks aastal podagra haigus podagra, kusihappe kontsentratsiooni tõus viima kristalliseerumine ja seega ebamugavustunne liigesed. Narkootikumide sisaldav allopurinoolile on standardsed preparaadid podagra. Ensüümipuuduse pärilikul kujul vähendavad mutatsioonide aktiivsust. See haigus on pärilik autosomaalselt retsessiivselt. Laps haigestub, kui mõlemad vanemad kannavad mõjutatud alleeli. Ksantiinoksüdaasi aktiivsuse vähenemine toimub ka siis, kui molübdeenikofaktoril on puudus, kuna see ei teki defekti tõttu. Ksantiin ja hüpoksantiin kogunevad. Märkimisväärselt suurenenud ksantiini tase veres ja ksantiini välimus uriinis (ksantinuria) on mõjutatud inimestel silmatorkav. Kui ksantiin määratakse ensüümipuuduse tuvastamiseks, on toidus nagu kohv oad, tee, mate või kartulid tuleb ksantiini allikatena välja jätta. Kusihappe tase seevastu väheneb. Kuna ksantiin ei lagune ja on halvasti lahustuv, võib see moodustada kristalle. Enamikul juhtudel on seisund on asümptomaatiline. Teistes aga saab viima et neer probleemid, kuseteede infektsioonid või veri uriinis. Kui ksantiinikivid tekivad rasketel juhtudel, võib need ladestuda neer kudedes või kuseteedes. Mõjutatud isikud peavad madala puriinisisalduse järgimisel olema ettevaatlikud dieet ja juua palju vedelikke.
