Dehidrogenazės: funkcijos ir ligos

Dehidrogenazės yra fermentai (enzimai) dalyvauja oksidacijos procesuose. Jie žmogaus organizme pasitaiko skirtingais variantais ir katalizuoja, pavyzdžiui, jų suskaidymą alkoholis viduje kepenys.

Kas yra dehidrogenazės?

Dehidrogenazės yra specializuotos fermentai (enzimai). Šie biokatalizatoriai pagreitina natūralų substratų oksidavimąsi. Oksiduojanti medžiaga praranda elektronus. Vykstant biologinėms reakcijoms, dehidrogenazės dalijasi vandenilis anijonai iš substrato. Anijonai yra neigiamai įkrautos dalelės. Šiuo atveju a vandenilis atomas priima elektroną ir taip įgyja neigiamą elektrinį krūvį. Tikroji reakcija vyksta aktyvioje fermento vietoje. Kai dehidrogenazė skaldo vandenilis anijonas iš substrato, kofaktoriai priima elektronus ir vandenilį. Kofaktoriai yra molekulės kurie vaidina svarbų vaidmenį fermentiniuose procesuose, tačiau nedalyvauja pačiame skilime. Dehidrogenazių kofaktoriai yra nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD +) ir flavino adenino dinukleotidas (FAD). Skirtingai nuo dehidrogenazių, dehidratazės skyla visos vanduo molekulės nuo jų substrato. Dehidrogenazės taip pat gali sukelti priešingą reakciją, prisidedant prie redukcijos, o ne oksidacijos. Redukcijos metu dalelė priima elektronus, užuot juos dovanojusi. Biologija dehidrogenazes priskiria oksidų reduktazėms. Šio tipo fermentai egzistuoja kiekviename gyvame organizme.

Funkcija, veiksmas ir užduotys

Dehidrogenazės sudaro grupę, susidedančią iš daugybės specializuotų fermentai (enzimai). Atskiri fermentai žmogaus organizme turi skirtingas užduotis. Biologija dar suskirsto įvairias dehidrogenazes į pogrupius. Pavyzdžiui, aldehido dehidrogenazės (ALDH) sudaro dehidrogenazių grupę, daugiausia randamą kepenys. Paprastai ALDH yra atsakingas tik už konkretų substratą ir negali dalyvauti kitų substratų oksidacijoje. Pavyzdžiui, ALDH1A1, -1A2 ir -1A3 apdoroja tinklainę, kurios yra vitaminas. Tačiau yra šios taisyklės išimčių: pavyzdžiui, ALDH2 gali dirbti su skirtingais substratais ir neapsiriboja viena medžiaga. Viduje konors kepenys, dehidrogenazės suyra alkoholis, Pavyzdžiui, etanolis. Tokiu būdu jie dalyvauja valant kraujas, kuris yra vienas iš svarbiausių kepenų užduotys, etanolis molekulė pirmiausia prieplauka ant aktyviosios ano vietos alkoholis hidrogenazė (ADH). Naudojant fermentą, etanolis oksiduojasi, suskaidydamas neigiamai įkrautą vandenilio atomą ir išleisdamas jį į savo kofaktorių NAD +: ADH tokiu būdu paverčia etanolį acetaldehidu. Acetaldehidas arba etanalas yra toksiški ir sukelia daugelį sveikatai skundų. Paprastai maiste yra mažai etanolio, kurį organizmas gali greitai paversti. Todėl etanalo kiekiai taip pat nedideli. Savo ruožtu acetaldehidas yra ALDH substratas. ALDH katalizuoja acetaldehido virsmą acto rūgštis kol acto rūgštis gali būti toliau skaidoma ir skaidoma vanduo ir anglis dioksidas. Šioje formoje molekulės yra visiškai nekenksmingos.

Formavimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Dehidrogenazių daugiausia yra skystose ląstelių plazmos dalyse arba mitochondrijos. Moterų kūnas gamina mažiau ADH nei vyrų kūnai. Tai prisideda prie to, kad moterys vidutiniškai yra jautresnės alkoholiui. Tikslus įvairių dehidrogenazių kiekis skiriasi ne tik tarp skirtingų fermentų grupių, bet ir tarp skirtingų asmenų ir etninių grupių. Rytų Azijoje ir tarp Amerikos ir Australijos čiabuvių vidutiniškai ADH lygis yra žemesnis nei, pavyzdžiui, tarp europiečių. Žmogaus genomas turi 19 žinomų genų, kurie lemia ALDH. Šie genai yra dvyliktoje chromosomoje. Jie nustato seką amino rūgštys baltymų grandinėse. Ši seka savo ruožtu lemia baltymų struktūrų savybes. Dehidrogenazių forma ir jų funkcija taip pat priklauso nuo sekos amino rūgštys sintezės metu. Pavyzdžiui, ALDH2 susideda iš 500 amino rūgštys. Paprastai ląstelės sintetina dehidrogenazes, kurių taip pat reikia vėliau; tai pašalina poreikį transportuoti medžiagas.

Ligos ir sutrikimai

Skaldant alkoholį žmogaus organizme, acetaldehidas susidaro kaip tarpinis produktas. Medžiaga yra toksiška; todėl fermentas ALDH turi jį paversti acto rūgštis kaip įmanoma greičiau. Tačiau vartojant didesnį alkoholio kiekį, tai paprastai nėra visiškai sėkminga. Praėjus kelioms valandoms po alkoholio vartojimo, pagirios lieka. Medicina ją taip pat vadina veisalgija. Tipiški simptomai yra galvos skausmas, negalavimas, skandinantis jausmas skrandis, vėmimas ir apetito praradimas. Dažnai sutrinka gebėjimas susikaupti ir reaguoti. Kiek jautrūs žmonės yra alkoholiui, be kita ko, priklauso nuo to, kiek dehidrogenazių gamina kepenų ląstelės. Dehidrogenazės taip pat vaidina svarbų vaidmenį vystantis ar palaikant įvairias ligas. Pavyzdžiui, riebioji aldehido dehidrogenazė (FALDH) užima svarbiausią vietą vystantis Sjögreno sindromas. Pagrindiniai sindromo simptomai yra psichiniai atsilikimas ir progresuojanti spastiška paraplegija. Spastiškas paraplegija yra neurodegeneracinis sutrikimas ir būdingas spazminis kojų paralyžius. Sjögreno-Larssono sindromas taip pat sukelia raginį sluoksnį oda kad išryškėtų ir forma būtų aiškiai matoma odos svarstyklės (ichtiozė). Be šių trijų kardinalių simptomų, dažni tinklainės sutrikimai. Sindromo priežastis slypi genuose, kurie koduoja FALDH. Dėl mutacijos organizmas neteisingai sintetina fermentų kompleksą, kuriame yra FALDH. Dėl to koncentracija riebių alkoholiai ir riebus aldehidai viduje kraujas padidėja plazma.