dehydrogenázy

dehydrogenázy sú enzýmy, ktoré sa podieľajú na oxidačných procesoch. Vyskytujú sa v rôznych variantoch v ľudskom tele a napríklad katalyzujú odbúravanie alkoholu v pečeni.

Čo sú dehydrogenázy?

Dehydrogenázy sú špecializované enzýmy. Biokatalyzátory urýchľujú prirodzenú oxidáciu substrátov. Látka, ktorá oxiduje, stráca elektróny. Pri biologických reakciách dehydrogenázy štiepili anióny vodíka zo substrátu. Anióny sú záporne nabité častice.

V tomto prípade atóm vodíka prijíma elektrón, a tým prijíma záporný elektrický náboj. Skutočná reakcia prebieha v aktívnom centre enzýmu. Keď dehydrogenáza štiepi vodíkový anión zo substrátu, kofaktory prijímajú elektróny a vodík. Kofaktory sú molekuly, ktoré hrajú pomocnú úlohu v enzymatických procesoch, ale nie sú zapojené do samotného štiepenia. Kofaktory dehydrogenáz zahŕňajú nikotínamid adenín dinukleotid (NAD +) a flavín adenín dinukleotid (FAD).

Na rozdiel od dehydrogenáz, dehydratázy oddeľujú celé molekuly vody od svojho substrátu. Dehydrogenázy môžu tiež pôsobiť opačne a môžu prispievať k redukcii namiesto oxidácie. Počas redukcie častica prijíma elektróny namiesto toho, aby sa ich vzdala. Biológia priraďuje dehydrogenázy oxidovým reduktázam. Tieto typy enzýmov existujú v každom živom organizme.

Funkcia, účinok a úlohy

Dehydrogenázy sú skupinou zloženou z mnohých špecializovaných enzýmov. Jednotlivé enzýmy majú v ľudskom tele rôzne úlohy. Biológia rozdeľuje rôzne dehydrogenázy do ďalších podskupín.

Aldehyddehydrogenázy (ALDH) napríklad tvoria skupinu dehydrogenáz, ktoré sa nachádzajú hlavne v pečeni. ALDH je spravidla zodpovedná len za určitý substrát a nemôže prispievať k oxidácii iných substrátov. Napríklad sietnice ALDH1A1, -1A2 a -1A3 spracúvajú sietnicu, ktorá sa nachádza v vitamíne A. Existujú však výnimky z tohto pravidla: Napríklad ALDH2 môže pracovať s rôznymi substrátmi a nie je obmedzený na jednu látku.

V pečeni dehydrogenázy štiepia alkohol, napríklad etanol. Pomáhajú čistiť krv, ktorá je jednou z najdôležitejších úloh pečene. Molekula etanolu sa najskôr pripojí k aktívnemu centru alkoholovej hydrogenázy (ADH). Pomocou tohto enzýmu sa etanol oxiduje tak, že sa záporne nabitý atóm vodíka odštiepi a dá ho svojmu kofaktoru NAD +: Týmto spôsobom ADH premieňa etanol na acetaldehyd. Acetaldehyd alebo etanal je toxický a spôsobuje množstvo zdravotných ťažkostí.

Jedlo zvyčajne obsahuje iba malé množstvo etanolu, ktorý môže telo rýchlo premeniť. Preto sú množstvá etanalu iba malé. Acetaldehyd je substrátom pre ALDH, ktorý katalyzuje premenu acetaldehydu na kyselinu octovú skôr, ako sa môže kyselina octová ďalej rozdeliť a rozdeliť na vodu a oxid uhličitý. V tejto forme sú molekuly úplne neškodné.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Dehydrogenázy sa väčšinou nachádzajú v tekutých častiach bunkovej plazmy alebo v mitochondriách. Ženské telá produkujú menej ADH ako telá mužov. Prispieva to k tomu, že ženy sú v priemere citlivejšie na alkohol.

Presné hodnoty rôznych dehydrogenáz sa líšia nielen medzi rôznymi skupinami enzýmov, ale aj medzi rôznymi jedincami a etnickými skupinami. Vo východnej Ázii a medzi domorodými obyvateľmi Ameriky a Austrálie sú hladiny ADH v priemere nižšie ako napríklad v Európanoch. Ľudský genóm má 19 známych génov, ktoré určujú ALDH. Tieto gény sú na dvanástom chromozóme. Určujú, ktoré poradie aminokyselín sa nachádza v proteínových reťazcoch.

Vlastnosti tejto proteínovej štruktúry sú výsledkom tejto sekvencie. Tvar dehydrogenáz a tým aj ich funkcia tiež závisí od sekvencie aminokyselín počas syntézy. Napríklad ALDH2 pozostáva z 500 aminokyselín. Bunky spravidla syntetizujú dehydrogenázy, ktoré tiež potrebujú; To znamená, že látky nie je potrebné prepravovať.

Choroby a poruchy

Keď sa v ľudskom tele rozkladá alkohol, vytvára sa ako medzistupeň acetaldehyd. Látka je jedovatá; enzým ALDH ho preto musí čo najskôr premeniť na kyselinu octovú. Pri väčších množstvách alkoholu to však zvyčajne nefunguje úplne. Preto kocovina pretrváva niekoľko hodín po požití alkoholu.

Medicína to tiež nazýva Veisalgia. Typickými príznakmi sú bolesti hlavy, nevoľnosť, nevoľnosť v žalúdku, zvracanie a strata chuti do jedla. Schopnosť sústrediť sa a reagovať je často obmedzená. Nakoľko sú ľudia citliví na alkohol, závisí okrem iného od toho, koľko dehydrogenáz produkujú pečeňové bunky. Dehydrogenázy tiež hrajú úlohu pri vývoji alebo udržiavaní rôznych chorôb. Napríklad mastná aldehyddehydrogenáza (FALDH) hrá ústrednú úlohu pri vývoji Sjogrenovho syndrómu.

Hlavnými príznakmi klinického obrazu sú mentálna retardácia a progresívna spastická paraplegia. Spastická paraplegia je neurodegeneratívne ochorenie a vyznačuje sa spastickou paralýzou v nohách. Syndróm Sjögren-Larsson tiež znamená, že nadržaná vrstva kože je výraznejšia a vytvára zreteľne viditeľné kožné vločky (ichtyóza). Okrem týchto troch hlavných príznakov sú časté aj poruchy sietnice. Príčina syndrómu spočíva v génoch, ktoré kódujú FALDH. V dôsledku mutácie telo správne nesyntetizuje enzýmový komplex s FALDH. Výsledkom je zvýšenie koncentrácie mastných alkoholov a mastných aldehydov v krvnej plazme.