Lüsüülhüdroksülaasid esindavad rühma ensüümide vastutab vesiniku hüdroksüülimise eest lüsiini jäägid valgud. Seega osalevad nad peamiselt sidekoe. Lüsüülhüdroksülaaside funktsioonihäired ilmnevad selliste haiguste korral nagu skorbuut või pärilik Ehlers-Danlos sündroom.
Mis on lüsüülhüdroksülaasid?
Lüsüülhüdroksülaasid on ensüümide mille ülesanne on katalüüsida aminohappe posttranslatsioonilist modifikatsiooni lüsiini hüdroksüülrühma ühendamise teel hüdroksüüllüsiini. See tugevdab sidekoe kuna nende valguahelatel on võimalus hüdroksüülrühmade kaudu edasi ristsiduda. Inimese lüsüülhüdroksülaas koosneb 727-st aminohapped, teiste hulgas. Lüsüülhüdroksülaasid kuuluvad ka hüdroksülaaside rühma, st ensüümide mis tavaliselt katalüüsivad hüdroksüülrühmade liitumist rühmaga molekulid. Seega lisaks lüsüülhüdroksülaasidele, prolüülhüdroksülaasidele, fenüülalaniinhüdroksülaasidele, türosiinhüdroksülaasidele või trüptofaan hüdroksülaas kuulub ka hüdroksülaaside või oksüdoreduktaaside rühma. Eriti koos prolüülhüdroksülaasidega mängivad lüsüülhüdroksülaasid olulist rolli sidekoe. Mõlemad ensüümide rühmad vajavad koensüümi C-vitamiini nende funktsiooni jaoks.
Funktsioon, tegevus ja rollid
Lüsüülhüdroksülaaside ülesandeks on eranditult hüdroksüülrühmade liitumise katalüüsimine lüsiini jäägid valgus. Selles protsessis moodustatakse aminohape hüdroksüülamiin lüsiinist posttranslatsioonilise modifikatsiooni osana. Kuigi hüdroksüülamiin esineb ka vabalt, ei saa seda sellisel kujul valku lisada. Posttranslatsiooniline modifikatsioon tähendab seega selle aminohappe järgnevat muundamist pärast valgu ehitamist. Vahetusega a vesinik hüdroksüülrühma aatom, integreeritakse valku selles punktis funktsionaalne rühm, mis suudab täita sillafunktsioone. Hüdroksüülrühma abil saavad erinevad valguahelad omavahel ristsiduda. Lisaks suhkur molekulid saab selle funktsionaalse rühmaga seonduda. Mõlemad reaktsioonid on muuhulgas sidekoe moodustumisel väga olulised. Sidekude ümbritseb organismi ja siseorganid. See peab olema kindel ja pingutatud, et oleks võimalik funktsionaalselt erinevaid elundeid üksteisest eraldada. Selle tagab valgud sidekoe, mis sisaldab suurt protsenti aminohapped lüsiin ja proliin. Pärast nende ühendamist valku mõlemad aminohapped modifitseeritakse seejärel sel eesmärgil osaliselt hüdroksüülrühma andmisega. Nagu juba mainitud, katalüüsivad proliini puhul seda reaktsiooni prolüülhüdroksülaasid ja lüsiini korral lüsüülhüdroksülaasid. Niisiis, pärast valgu moodustumist, pakuvad need modifikatsioonireaktsioonid valkude ahelate võrgustiku, mis esindavad tihedat sidekudet. Ilma mõlema ensüümi funktsioonita ei oleks funktsionaalse sidekoe moodustamine üldse võimalik. Mõlemad ensüümid toimivad siiski ainult koensüümi askorbiinhappe abil, st C-vitamiini. Seetõttu mutatsioonist või Puudulikkusest tingitud struktuuriliselt muutunud ensüümide korral C-vitamiini, võib sidekoe kogunemine olla häiritud, mis põhjustab tõsiseid haigusi.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
. geen PLOD1 vastutab inimese lüsüülhüdroksülaasi kodeerimise eest. Nimi PLOD1 tuleneb lüsüülhüdroksülaasi nimest “prokollageenlüsiin, 2-oksoglutaraat-5-dioksügenaas 1.” See geen asub kromosoomis 1. Kuna pidevalt tekib uus sidekude, on ka püsiv vajadus lüsüülhüdroksülaaside tootmiseks. Seega selle mutatsioon geen võib programmile väga tagajärg olla tervis organismi.
Haigused ja häired
Lüsüülhüdroksülaaside funktsiooni häiretel on eriti oluline roll skorbuudi ja Ehlers-Danlos sündroom. Skorbuut on tuntud kui iidne meremeeste haigus, mille põhjuseks on vitamiin C. Vitamiin C, tuntud ka kui askorbiinhape, toimib lüsüülhüdroksülaaside ja prolüülhüdroksülaaside koensüümina. Kui see puudub, siis amino happed lüsiini ja proliini ei saa enam sidekoe valgus hüdroksüülida. Kuna toimub sidekoe pidev ehitamine ja lagunemine valgudjooksul võivad valguahelad järjest vähem ristsiduda vitamiini vaegus. Sidekude muutub lõtvaks ega suuda enam oma ülesandeid korralikult täita. Ilmnevad paljud sümptomid, sealhulgas üldine kurnatus, vastuvõtlikkus infektsioonidele, verejooks igemed, hammaste kaotus, halb ravi haavad, raske nahk probleemid, lihaste raiskamine ja paljud muud tervis puudused. Scorvy võib lõpuks viima surmani läbi kindrali süda ebaõnnestumine või rasked infektsioonid. Iidsed meremehed said selle eriti kannatada, kuna nad ei suutnud neid hankida vitamiin C pikkadel merereisidel. On tõestatud, et haigus paraneb kohe, kui antakse teatud toite, näiteks hapukapsas. Asjaolu, et haiguse põhjuseks oli C-vitamiini puudus, tunnistati alles hiljem. Meremehehaiguse puhangu välditi hiljem meremeeste hapukapsaga toitmisega. Teine haigus, kuid see, mida saab ainult osaliselt seostada inimese lüsüülhüdroksülaasi defektiga, on Ehlers-Danlos sündroom. Ehlers-Danlose sündroom on koondnimetus erinevatele erinevatel põhjustel esinevatele pärilikele sidekoehaigustele. Seda sündroomi iseloomustab tõsine sidekoe nõrkus. nahk on üle pingutatud ja liigesed on hüpermobiilsed. Sel juhul käivitab geneetiliselt muundatud lüsüülhüdroksülaas Ehlers-Danlose VI tüüpi sündroomi. Selle eest vastutab muteerunud geen PLOD1, mis asub 1. kromosoomis. Saadud defektne ensüüm ei ole enam täielikult toimiv ja suudab ainult ebapiisavalt katalüüsida hüdroksüülimisreaktsioone lüsiinil. A sidekoe nõrkus areneb koos teadaolevate sümptomitega, samuti silmade täiendava kaasatusega ja siseorganid. Ehlers-Danlose VI tüüpi sündroom on autosomaalselt retsessiivne.
