A dehidrogenázok enzimek részt vesz az oxidációs folyamatokban. Különböző változatokban fordulnak elő az emberi testben, és katalizálják például a alkohol a máj.
Mik azok a dehidrogenázok?
A dehidrogenázok speciálisak enzimek. Ezek a biokatalizátorok felgyorsítják a szubsztrátok természetes oxidációját. Az oxidáló anyag elveszíti az elektronokat. A biológiai reakciók során a dehidrogenázok megoszlanak hidrogén anionok egy szubsztrátból. Az anionok negatív töltésű részecskék. Ebben az esetben a hidrogén atom elfogad egy elektront, és így negatív elektromos töltést nyer. A tényleges reakció az enzim aktív helyén megy végbe. Amikor a dehidrogenáz hasít a hidrogén szubsztrátból származó anion, a kofaktorok elfogadják az elektronokat és a hidrogént. A kofaktorok molekulák amelyek segítő szerepet játszanak az enzimatikus folyamatokban, de nem vesznek részt magában a hasításban. A dehidrogenázok kofaktorai közé tartozik a nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD +) és a flavin-adenin-dinukleotid (FAD). A dehidrogenázokkal ellentétben a dehidratázok teljesen hasítanak víz molekulák szubsztrátumukból. A dehidrogenázok ellentétes reakciót is előidézhetnek, hozzájárulva az oxidáció helyett a redukcióhoz. Redukcióban egy részecske elfogadja az elektronokat adományozás helyett. A biológia a dehidrogenázokat az oxidreduktázok közé sorolja. Ez a fajta enzim minden élő szervezetben létezik.
Funkció, művelet és feladatok
A dehidrogenázok számos speciális csoportot alkotnak enzimek. Az egyes enzimeknek az emberi testben különböző feladataik vannak. A biológia tovább osztja a különféle dehidrogenázokat alcsoportokra. Az aldehid-dehidrogenázok (ALDH) például olyan dehidrogenázok csoportját alkotják, amelyek elsősorban a máj. Általános szabály, hogy az ALDH csak egy adott szubsztrátért felel, és nem vehet részt más szubsztrátok oxidációjában. Az ALDH1A1, -1A2 és -1A3 például a retinát dolgozza fel, amely a A-vitamin. Vannak azonban kivételek e szabály alól: például az ALDH2 különböző szubsztrátokkal képes működni, és nem korlátozódik egyetlen anyagra. Ban,-ben máj, a dehidrogenázok lebomlanak alkohol, Például etanol. Ezáltal részt vesznek a vér, amely az egyik legfontosabb a máj feladatai Az etanol a molekula először kiköt egy aktív helyére alkohol hidrogenáz (DHA). Az enzim segítségével a etanol oxidálódik a negatív töltésű hidrogénatom szétválasztásával és NAD + kofaktorába engedésével: DHA az etanolt ily módon acetaldehiddé alakítja. Az acetaldehid vagy az etanal mérgező, és számos ilyet vált ki Egészség panaszok. Normális esetben az étel kevés etanolt tartalmaz, amelyet a szervezet gyorsan átalakíthat. Ezért az etanál mennyisége is kicsi. Az acetaldehid viszont biztosítja az ALDH szubsztrátumát. Az ALDH katalizálja az acetaldehid átalakulását ecetsav mielőtt az ecetsav tovább hasítható és bomlik víz és a szén dioxid. Ebben a formában a molekulák teljesen ártalmatlanok.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
A dehidrogenázok többnyire a sejtplazma folyékony részeiben vagy a mitokondrium. A nők teste kevesebbet termel DHA mint a férfiak teste. Ez hozzájárul ahhoz, hogy a nők átlagosan érzékenyebbek az alkoholra. A különféle dehidrogenázok pontos szintje nemcsak a különböző enzimcsoportok, hanem a különböző egyének és etnikai csoportok között is eltérő. Kelet-Ázsiában, valamint Amerika és Ausztrália őslakosai között az ADH szintje átlagosan alacsonyabb, mint például az európaiaknál. Az emberi genomnak 19 ismert génje van, amelyek meghatározzák az ALDH-t. Ezek a gének a tizenkettedik kromoszómán helyezkednek el. Meghatározzák a sorrendet aminosavak a proteinláncokon belül. Ez a szekvencia viszont meghatározza a fehérje struktúrák tulajdonságait. A dehidrogenázok alakja és így azok működése a szekvenciától is függ aminosavak a szintézis során. Az ALDH2 például 500-ból áll aminosavak. Általános szabály, hogy a sejtek dehidrogenázokat szintetizálnak, amelyekre később szükségük is van; ezáltal nincs szükség az anyagok szállítására.
Betegségek és rendellenességek
Amikor az alkohol lebomlik az emberi testben, acetaldehid képződik köztitermékként. Az anyag mérgező; az ALDH enzimnek ezért át kell alakítania ecetsav a lehető leggyorsabban. Nagyobb alkoholmennyiség esetén ez általában nem teljes sikerrel. Néhány órával az alkoholfogyasztás után tehát a másnaposság maradványok. Az orvostudomány veisalgiának is nevezi. Jellemző tünetek: fejfájás, rossz közérzet, elsüllyedő érzés a gyomor, hányás és a étvágytalanság. A koncentráció és a reakció képessége gyakran romlik. Az emberek mennyire érzékenyek az alkoholra, többek között attól függ, hogy a májsejtek hány dehidrogenázt termelnek. A dehidrogenázok szintén szerepet játszanak a különféle betegségek kialakulásában vagy fenntartásában. A zsíros aldehid-dehidrogenáz (FALDH) például központi helyet foglal el a Sjögren-szindróma. A szindróma alapvető tünetei mentálisak retardáció és progresszív spasztikus kétoldali bénulás. Görcsös kétoldali bénulás neurodegeneratív rendellenesség, amelyet a lábak spasztikus bénulása jellemez. A Sjögren-Larsson-szindróma szintén a kanos rétegét okozza bőr hogy hangsúlyosabbá váljon és a forma jól látható legyen bőrmérleg (ichthyosis). E három kardinális tünet mellett a retina rendellenességei is gyakoriak. A szindróma oka a FALDH-t kódoló génekben rejlik. Egy mutáció miatt a test nem szintetizálja helyesen a FALDH-t tartalmazó enzim komplexet. Ennek eredményeként a koncentráció zsíros alkoholok és zsíros aldehidek a vér a plazma megnő.
