A xantin-oxidáz felelős a purinok átalakulásáért húgysav lebontásuk során. Az enzim hiánya vagy gátlása csökkenést eredményez húgysav szintek a vér.
Mi a xantin-oxidáz?
A xantin-oxidáz egy olyan enzim, amely elindítja (katalizálja) a hipoxantin xantinnal történő reakcióját húgysav. Nem fehérje részeket tartalmaz, úgynevezett protetikus (görög, protézis, csatolt) csoportként, amely felelős a reaktivitásért. Ez egy flavin származék. A xantin-oxidáz tehát a flavinhoz tartozik enzimek. Van is vasaló és a molibdén az aktív helyen. 1902-ben az enzimet először írták le a tehén komponenseként tej a biokémikus F. Schardinger, tehát régebben Schardinger enzimnek hívták. Ezen enzim hatása alatt a festék színváltozása következik be metilénkék, amely tipikus kimutatási reakcióként használható a nyers és a hőkezelt megkülönböztetésére tej. Magas hőmérsékleten az enzim megsemmisül. A színváltozás annak köszönhető, hogy enzimek nyersen van jelen tej (például a xantin-oxidáz) elszíneződik metilénkék jelenlétében formaldehid amikor levegőnek van kitéve.
Funkció, cselekvés és szerepek
A xantin-oxidáz legismertebb feladata a húgysav képződése a purin metabolizmusán belül. A purinok minden sejtben jelen vannak. A nuklein komponensei bázisok adenozin és guanin, amely a pirimidinnel együtt bázisok citozin és timin (illetve uracil), teszik ki a nukleinsavak DNS és RNS. A test különféle sejtjeiben található genetikai információ abból áll nukleinsavak. Ez igaz az emberekre és az állatokra. Így az emberek nagy mennyiségben fogyasztanak húskészítményekkel ellátott állati ételeket. Ha a test saját sejtjei elpusztulnak, vagy az étellel a testbe bejutó állati sejtek lebomlanak, nukleinsavak és így purinok keletkeznek. Ezek húgysavvá alakulnak. A xantin-oxidáz hatására először a hipoxantin képződik, és egy további lépésben a húgysavvá átalakuló xantin nagyrészt a vesén keresztül ürülhet ki. A húgysavnak csak kis része távozik a testből a belekben. Ha nagy mennyiségű purin halmozódik fel a szervezetben, vagy ha a vizelettel történő kiválasztás korlátozott, akkor a húgysavszint a vér növekszik. A purin lebontásában részt vevő második enzim szintén húgysavat termel. Xantin-dehidrogenáznak hívják, nikotinamid-adenin-dinukleotidot (NAD) használ, és ez a domináns enzim. A xantin-oxidáznak viszont van egy flavin-adenin-dinukleotid (FAD) alegysége. Csökkent ellátás esetén, például hiánya miatt vér keringés, mindkét enzimek átalakulhatnak egymásba. A xantin-oxidáz hatására történő átalakulás során hidrogén melléktermékként a peroxid is képződik. Hidrogén a peroxid önmagában nem radikális, de mégis reaktív anyag. Ezért más enzimek (peroxidáz, kataláz) hatása révén a szervezetben gyorsan ártalmatlanná válik.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
A purin lebomlása főleg a máj. Az nyálkahártya az vékonybél, az enzim részt vesz a beépülésében is vasaló a transzportfehérjébe transzferrin. Tanulmányok kimutatták, hogy az enzim a vér belső falában található sejtekben található hajók. Ebben az összefüggésben a kardiovaszkuláris betegségek lefolyására és az oxidatív károsodásokra gyakorolt hatása feszültség tárgyalják. Az oxidáz aránya a dehidrogenázhoz, mint a purinok húgysavvá történő átalakulásáért felelős enzimrendszerhez viszonyítva 20 százalék. A xantin-dehidrogenáz forma 80 százalékban van jelen. A xantin-oxidázban található flavin az egyik riboflavin, amely azonos a vitamin B2. A xantin-oxidázban található molibdén alegységet megköti allopurinol, amely szerkezetében erősen hasonlít a purinokra. Ily módon az enzim szinte teljesen gátolt. Az enzim aktivitása közvetetten meghatározható a képződött húgysav mennyiségével.
Betegségek és rendellenességek
Purinban gazdag étkezések során, vagy fokozott sejthalál során, amely közben jelentkezik rák terápiapéldául a xantin-oxidáz reakció aktiválódik, és nagyobb mennyiségű húgysav képződik. A vér húgysavszintje megnő. Az enzim gátlása esetén a húgysav koncentráció a vérben csökken. Ez a hatás a gyógyszeres kezelés alapját képezi köszvény betegség.In köszvény, a megnövekedett húgysavkoncentrációk vezet kristályosodáshoz és ezáltal kellemetlenséghez a ízületek. Kábítószer tartalmazó allopurinol a szokásos készítmények a köszvény. Az enzimhiány örökletes formájában az aktivitást mutációk csökkentik. Ez a betegség autoszomális recesszív módon öröklődik. A gyermek rosszul lesz, ha mindkét szülő hordozza az érintett allélt. A xantin-oxidáz aktivitásának csökkenése akkor is bekövetkezik, ha a molibdén kofaktor hiányos, mert nem egy hiba miatt alakul ki. A xantin és a hipoxantin felhalmozódik. A jelentősen megemelkedett xantinszint a vérben és a xantin vizeletben való megjelenése (xanthinuria) szembetűnő az érintett egyéneknél. Amikor a xantint meghatározzák az enzimhiány kimutatására, olyan ételeket, mint pl kávé bab, tea, társ vagy a burgonyát ki kell zárni a xantin forrásaként. A húgysavszint viszont csökken. Mivel a xantin nem bomlik le és rosszul oldódik, kristályokat képezhet. A legtöbb esetben a feltétel tünetmentes. Másokban azonban igen vezet nak nek vese problémák, húgyúti fertőzések vagy vér a vizeletben. Ha a xantin kövek súlyos esetekben képződnek, akkor azok a vese szövetekben vagy a húgyutakban. Az érintett egyéneknek óvatosnak kell lenniük az alacsony purinszint követésére diéta és igyon sok folyadékot.
