Xantín oxidáza

Xantín oxidáza je zodpovedný za konverziu na kyselinu močovú počas rozkladu purínov. Nedostatok alebo inhibícia enzýmu vedie k zníženiu hladín kyseliny močovej v krvi.

Čo je to xantín oxidáza?

Xantín oxidáza je enzým, ktorý aktivuje (katalyzuje) reakciu hypoxantínu cez xantín na kyselinu močovú. Obsahuje neproteínovú zložku ako takzvanú protetickú (grécku, protetickú, pripojenú) skupinu, ktorá je zodpovedná za reaktivitu.

Toto je derivát flavínu. Xantín oxidáza je jedným z flavínových enzýmov. V aktívnom centre má tiež železo a molybdén. V roku 1902 biochemik F. Schardinger prvýkrát opísal tento enzým ako zložku kravského mlieka, takže sa predtým nazýval enzým Schardinger. Pôsobením tohto enzýmu sa zmení farba farbiva metylénovej modrej, ktorá sa môže použiť ako typická detekčná reakcia na rozlíšenie medzi surovým a tepelne ošetreným mliekom.

Enzým sa pri vysokej teplote ničí. Zmena farby je spôsobená skutočnosťou, že enzýmy prítomné v surovom mlieku (ako je xantín oxidáza) v prítomnosti formaldehydu odfarbujú metylénovú modrú pri vystavení vzduchu.

Funkcia, účinok a úlohy

Najznámejšou úlohou xantín oxidázy je tvorba kyseliny močovej v metabolizme purínov. V každej bunke sú prítomné puríny. Sú súčasťou nukleových báz adenozínu a guanínu, z ktorých sa tvoria spolu s pyrimidínovými bázami cytozín a tymín (alebo uracil) nukleové kyseliny DNA a RNA.

Genetická informácia v rôznych bunkách tela pozostáva z nukleových kyselín. Platí to pre ľudí a zvieratá. Napríklad ľudia s mäsovými výrobkami požívajú veľké množstvo potravy pre zvieratá. Ak dôjde k poklesu vlastných buniek tela alebo ak dôjde k rozpadu živočíšnych buniek, ktoré do tela vstupujú prostredníctvom potravy, vytvárajú sa nukleové kyseliny a teda aj puríny. Tieto sa prevádzajú na kyselinu močovú. Pôsobením xantín oxidázy sa najprv vytvorí hypoxantín a v ďalšom kroku sa xantín, ktorý sa premieňa na kyselinu močovú a môže sa do značnej miery vylučovať obličkami. Iba malé množstvo kyseliny močovej opúšťa telo cez črevá.

Ak telo hromadí veľké množstvo purínu alebo ak je vylučovanie močom obmedzené, hladina kyseliny močovej v krvi stúpa. Druhý enzým, ktorý sa podieľa na rozklade purínu, tiež produkuje kyselinu močovú. Nazýva sa xantín dehydrogenáza, používa nikotínamid adenín dinukleotid (NAD) a je prevládajúcim enzýmom. Naproti tomu xantín oxidáza má flavin adenín dinukleotidovú podjednotku (FAD). Ak je dodávka nedostatočná, napríklad z dôvodu nedostatku krvného obehu, môžu sa oba enzýmy premieňať na jeden iný.

Pri konverzii pôsobením xantín oxidázy sa ako vedľajší produkt vytvára peroxid vodíka. Peroxid vodíka nie je radikál sám o sebe, ale je to reaktívna látka. Preto sa rýchlo stáva neškodným pôsobením iných enzýmov (peroxidáza, kataláza) v tele.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Rozpad purínu sa uskutočňuje hlavne v pečeni. V sliznici tenkého čreva je tento enzým tiež zapojený do inkorporácie železa do transportínového proteínu. Výskum ukázal, že enzým sa nachádza v bunkách, ktoré sa nachádzajú vo vnútornej stene krvných ciev. V tejto súvislosti sa diskutuje o jeho vplyve na priebeh kardiovaskulárnych chorôb a poškodenie spôsobené oxidačným stresom.

Podiel oxidázy vo vzťahu k dehydrogenáze ako enzýmovému systému zodpovednému za konverziu purínov na kyselinu močovú je 20 percent. Forma xantín dehydrogenázy je prítomná 80 percent. Flavín obsiahnutý v xantín oxidáze je jedným z riboflavínov, ktorý je identický s vitamínom B2. Podjednotka molybdénu obsiahnutá v xantín oxidáze je viazaná alopurinolom, ktorý má veľmi podobnú štruktúru ako puríny. Týmto spôsobom je enzým takmer úplne inhibovaný. Aktivita enzýmu sa môže určiť nepriamo z množstva vytvorenej kyseliny močovej.

Choroby a poruchy

Pri jedlách bohatých na purín alebo so zvýšenou smrťou buniek, ku ktorým dochádza napríklad počas liečby rakoviny, sa aktivuje reakcia xantín oxidázy a vytvára sa väčšie množstvo kyseliny močovej. Hladina kyseliny močovej v krvi sa zvyšuje.

Ak je enzým inhibovaný, koncentrácia kyseliny močovej v krvi klesá. Tento účinok je základom liekov pri dne. U dny vedie zvýšená koncentrácia kyseliny močovej ku kryštalizácii a tým k nepohodliu v kĺboch. Lieky obsahujúce alopurinol sú štandardné prípravky používané na liečbu dny. V dedičnej forme nedostatku enzýmov je aktivita znížená v dôsledku mutácií. Tento stav sa zdedí autozomálne recesívne. Dieťa ochorie, ak obaja rodičia nesú postihnutú alelu. Znížená aktivita xantín oxidázy sa vyskytuje aj vtedy, keď chýba kofaktor molybdénu, pretože sa nevytvára v dôsledku defektu.

Xantín a hypoxantín sa hromadí. U postihnutých sú zreteľne zvýšené hladiny xantínu v krvi a výskyt xantínu v moči (xantínúria). Pri určovaní xantínu na zistenie nedostatku enzýmov sa ako zdroj xantínu musia vylúčiť potraviny, ako sú kávové zrná, čaj, maté alebo zemiaky. Hladiny kyseliny močovej sú naopak znížené. Pretože xantín sa nerozkladá a je ťažko rozpustný, môže tvoriť kryštály. Vo väčšine prípadov je choroba bez príznakov. Pre ostatných však môže spôsobiť problémy s obličkami, infekcie močových ciest alebo krv v moči.

Ak sa xantínové kamene tvoria pri ťažkých ochoreniach, môžu sa ukladať v obličkovom tkanive alebo v močovom trakte. Postihnuté osoby musia dávať pozor na diétu s nízkym obsahom purínov a piť veľa tekutín.