Biokatalüsaator sulfitoksüdaas põhjustab mürgise muundumise väävel ühendi lagunemisel aminohapped mittetoksilisteks sulfaatideks. See on eluks hädavajalik ja seetõttu leidub seda kõigis organismides. Kui selle funktsiooni häirib geneetiline defekt, tekib sulfitoksüdaasi puudus. Isegi muidu tervetel patsientidel on liiga palju sulfiiti veri võib avaldada negatiivset mõju.
Mis on sulfitoksüdaas?
Sulfitoksüdaas (geen nimi: SUOX) on 466-st koosneva molübdeeni sisaldava ensüümi nimi aminohapped. See kuulub ksantiindehüdrogenaasi perekonda ja seda leidub peaaegu kõigis organismides. Selle keskmes on molübdeen, oluline mikroelement. Metall esineb seal biosaadaval kujul molübdaat-anioonina. Sulfitoksüdaas kasutab seda kofaktorina (molübdaat-molübdopteriini ühend). Ensüüm muundab väävel- sisaldavad aminohapped metioniini, tsüsteiinjne., neelatud läbi dieet kahjutuks väävel soolad (sulfaadid), mis seejärel erituvad uriiniga. Imetajatel leidub väävlit lagundavas biokatalüsaatoris peamiselt maks ja neerud. Ensüüm sulfitoksüdaas tagab, et veri hapnik ühendab olulise aminorühmaga happed ja muud väävliühendid. Selles protsessis vabanenud elektrone kasutatakse ATP (adenosiin trifosfaat) elektronide transpordiahela kaudu. Ensüüm katalüüsib 10 korda suuremat kogust sulfitid sisaldub liitris alkohol iga päev.
Funktsioon, tegevus ja ülesanded
Kõik tarbivad väävlit sisaldavaid aineid valgud ja toidulisandid igapäevaselt. Viimased sisalduvad näiteks marineeritud köögiviljades, greibimahlades jms ning on mõeldud toidu kaitsmiseks mikroobide nakatumise ja värvimuutuste eest. Veinis moodustavad need kimpained. Jaotus tsüsteiin üksi toodab kehas iga päev 1680 mg mürgist sulfitit, mis tuleb elundite ja kudede kahjustuste vältimiseks sulfiidoksüdaasi abil koheselt muundada. Selles protsessis töötab ensüüm koos teiste biokatalüsaatoritega. Sulfiidid on mürgised ja isegi kõige väiksemates kogustes võivad hävitada organismis elutähtsaid aineid ja pärssida vajalikke ainevahetusprotsesse. Tähtsa teostamiseks võõrutus rakkudest vajab sulfitoksüdaas mikroelementi molübdeen. Selle metallist purgi puudus viima tõsiste tagajärgedeni. Liigne elavhõbe tase kehas võib pärssida ka sulfitoksüdaasi funktsionaalsust.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Sulfiidoksüdaas moodustub peamiselt aastal mitokondrid, rakkude “energiakeskused”. Näiteks rottidel esineb 80 protsenti sellest aastal maks rakk mitokondrid. Lisaks on see endiselt tugevalt neerurakkudes. Sulfiidoksüdaasi aktiivsuseks vajalik molübdeenoksiid asub ensüümi aktiivses kohas. Nagu teadlased hiljuti avastasid, võib seda molübdeenipuudusega patsientidel asendada molübdeenitrioksiidi nanoosakestega. Neil on organismis sarnane katalüütiline toime kui looduslikul ensüümil. Nii saaks ravida varem surmaga lõppenud haigusi nagu sulfotsüsteineuria.
Haigused ja häired
Sulfitoksüdaasi puudus võib muidu tervetel inimestel põhjustada astmaatilisi ja isegi anafülaktilisi reaktsioone, põhjustades parasümpaatilisi närvisüsteem allergia tekitamise eest vastutavate nuumrakkude mõjutamiseks. Lisaks võib madal sulfitoksüdaasi sisaldus põhjustada tõsiseid tagajärgi väsimus, peavalu ja madal veri suhkur tasemed. Elutähtsa ensüümi geneetilisel defitsiidil on aga veelgi hullemad tagajärjed. Vastsündinu sünnib füüsiliste deformatsioonide ja vaimse seisundiga aeglustumine. See nn sulfitoksüdaasi defitsiit ehk sulfotsüsteineuria esineb molübdeenkofaktori (MoCo) defitsiidihaigusena hinnanguliselt ühel 100,000 500,000–XNUMX XNUMX sünnist. Eraldatud sulfitoksüdaasi defitsiidi all kannatavatel imikutel on sarnased sümptomid: raske entsefalopaatia, vaevu kontrollitavad krambid, spastilisus, mikrotsefaalia, lihaste lõtvus ja progresseeruv aju atroofia. Kuna autosomaalse retsessiivse ensüümi puudulikkuse haigust ei saa veel tõhusalt ravida, surevad noored patsiendid tavaliselt imikueas: lagundamata väävliühendid mürgitavad kesknärvi neuroneid ja müeliinikestasid närvisüsteem ja akumuleeruvad rakukoes. Juba pärast sündi on probleeme toidu tarbimisega ja oksendamine Euroopa kõht sisu. Imikud sünnivad deformeerunult kolju (väljaulatuv otsmik, sügavalt asetatud silmad, piklikud palpebralõhed, paksud huuled, väikesed nina). Esimeste elukuude jooksul nihkub silma lääts. Ligikaudu 75 protsenti seni kirjeldatud sulfotsüsteineuria juhtumitest on tingitud MoCo puudusest: kõik kolm ensüümide organismis osalevad väävli lagundamises, sulfiidoksüdaas, ksantiinoksüdaas ja aldehüüdoksüdaas näitavad aktiivsust oluliselt vähenenud. Mutatsioon SUOX-is geen (kromosoom 12) on süüdi isoleeritud sulfitoksüdaasi puuduses. See avaldub kolmes variandis: tüüp A (mutatsioon MOCS1-s geen), Tüüp B (MOCS2 geen) ja tüüp C (MOCS3 geen). A-tüüpi mutatsioon on kõige levinum. Sellisel juhul pärsitakse eelkäija molekuli cPMP moodustumine. Kuid ainet saab nüüd toota ja manustada laboris. Lapspatsiendi elulemuse parandamiseks tuleb defitsiidihaigus diagnoosida nii kiiresti kui võimalik ja ravida igapäevase intravenoosse molübdaadi manustamisega. See võib vähemalt edasisi kahjustusi ohjeldada. Lapsele antakse krambivastast ravimit ravimid krampide vastu võitlemiseks. Samuti peab ta järgima vähese valgusisaldusega aineid dieet. Alternatiivina võib manustada MoCo prekursorit Z. See vähendab krampe ja hoiab ära veelgi aju kahju. Meditsiiniteadlased panevad suuri lootusi varem ravimatu haiguse ravimisel molübdeenitrioksiidi nanoosakestega, mis võtavad kehas üle sulfitoksüdaasi rolli. Et teada saada, kas sündimata lapsel on sulfitoksüdaasi vaegus, võivad rasedad naised testida S-sulfotsüsteiini sisaldust lootevesi.
