Ksantin-oksidaza

Ksantin-oksidaza ali ksantinska oksidaza je FAD vsebujoči encim v poti razgradnje purinskih baz, ki katalizira oksidacijo ksantina v sečno kislino in vodikov peroksid, pa tudi oksidacijo hipoksantina v ksantin. Inhibira ga, na primer, alopurinol.[2]

Ksantin-oksigenaza/dehidrogenaza
XanthineOxidase-1FIQ.png
Kristalografksa zgradba monomera goveje ksantin-oksigenaze.[1]
Prikazani se: vezani FAD (rdeče), gruča FeS (oranžno), molibdopterinski kofaktor z molibdenom (rumeno) in salicilat (modro).
Identifikatorji
Številka EC1.17.3.2
Številka CAS9002-17-9
Podatkovne baze
IntEnzIntEnz view
BRENDABRENDA entry
ExPASyNiceZyme view
KEGGKEGG entry
MetaCycmetabolic pathway
PRIAMprofile
PDB struktureRCSB PDB PDBe PDBsum
Gene OntologyAmiGO / QuickGO
Ksantin-oksigenaza/dehidrogenaza
Identifikatorji
Simbol XDH
Entrez 7498
HUGO 12805
OMIM 607633
PDB 1FIQ
RefSeq NM_000379
UniProt P47989
Drugi podatki
EC-številka 1.17.3.2
Lokus Kr. 2 p23,1

Pojavlja se lahko v dveh oblikah, kot oksidaza ali kot dehidrogenaza: ksantin-oksidaza nastane s povratno sulfhidrilno oksidacijo iz ksantin-dehidrogenaze.[2][3]

ReakcijaUredi

Ksantin-oksidaza katalizira naslednji reakciji::

  • hipoksantin + H2O + O2   ksantin + H2O2
  • ksantin + H2O + O2   sečna kislina + H2O2

Zgradba beljakovineUredi

Gre za veliko molekulo z molekulsko maso 270.000. Ena encimska enota vsebuje 2 flavinski molekuli (vezani v obliki FAD-a), 2 atoma molibdena in 8 železovih atomov. Atomi molibdena se nahajajo v molibdopterinskem kofaktorju in predstavljajo aktivno mesto encima. Železovi atomi so sestavni del [2Fe-2S] feredoksinskih gruč, ki vsebujejo železo in žveplo in sodelujejo pri prenosu elektronov.

Mehanizem delovanjaUredi

Aktivno mesto encima je molibdopterinska enota z atomom molibdena ter terminalnima ketonsko in hidroksilno skupino.[4] Pri pretvorbi ksantina v sečno kislino se kisikov atom prenese iz molibdena na ksantin; reakcija poteka preko več intermediatov.[5] Molibdenski center encima se obnovi z vezavo vode. Tudi za druge poznane oksidoreduktaze, ki vsebujejo molibden, je značilno, da se kisikov atom po navadi veže iz vode in ne iz O2.

Klinični pomenUredi

Pri ljudeh se ksantin-oksidaza nahaja v jetrih in ne prosto v krvi. Pri hudi poškodbi jeter se lahko sprosti v kri in zato se preskus na ksantin-oksidazo v krvi uporablja za ugotavljanje jetrne poškodbe.

Ker ksantin-oksidaza sodeluje v presnovni poti sečne kisline, je pomembna pri razvoju protina in zaviralci ksantin-oksidaze (npr. alopurinol) se uporabljajo za zdravljnje te bolezni. Ker je ksantin-oksidaza udeležena tudi v presnovo 6-merkaptopurina, je potrebna pozornost pri hkratnem dajanju alopurinola in 6-merkaptopurina (ali njegovega predzdravila azatioprina).

Redka dedna motnja ksantinurija je posledica pomanjkanja ksantinske oksidaze in posledično se v krvi nahajajo visoke koncentracije ksantina, kar lahko vodi do ledvične odpovedi. Za to bolezen ne obstaja specifično zdravilo; bolniki se morajo izogibati hrani, bogati s purini, ter uživati dovolj tekočine.

Zaviranje ksantinske oksidaze naj bi tudi pomagalo pri zdravljenju srčno-žilnih bolezni.[6]

Oba encima, ksantinska oksidaza in oksidoreduktaza, sta prisotna tudi v epiteliju in endoteliju roženice in naj bi sodelovala pri oksidativnih očesnih poškodbah.[7]

ZaviralciUredi

Zaviralci ksantinske oksidaze so alopurinol,[8] oksipurinol,[9] in fitična kislina.[10]

SkliciUredi

  1. PDB: 1FIQ​; Enroth C; Eger BT; Okamoto K; Nishino T; Nishino T; Pai EF (2000). "Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and xanthine oxidase: structure-based mechanism of conversion". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (20): 10723–8. doi:10.1073/pnas.97.20.10723. PMC 27090. PMID 11005854.
  2. 2,0 2,1 <http://lsm1.amebis.si/lsmeds/novPogoj.aspx?pPogoj=ksantin-oksidaza Slovenski medicinski e-sovar; vpogled: 2. 3. 2011.
  3. "Entrez Gene: XDH xanthine dehydrogenase".
  4. Hille R. (2006). "Structure and Function of Xanthine Oxidoreductase". European Journal of Inorganic Chemistry. 2006 (10): 1905–2095. doi:10.1002/ejic.200600087.
  5. Metz S; Thiel W. (2009). "A Combined QM/MM Study on the Reductive Half-Reaction of Xanthine Oxidase: Substrate Orientation and Mechanism". Journal of the American Chemical Society. 131 (41): 14885–158902. doi:10.1021/ja9045394. PMID 19788181.
  6. Dawson J; Walters M (2006). "Uric acid and xanthine oxidase: future therapeutic targets in the prevention of cardiovascular disease?". British journal of clinical pharmacology. 62: 633. doi:10.1111/j.1365-2125.2006.02785.x. PMC 1885190. PMID 17052251.
  7. Cejková J; Ardan T; Filipec M; Midelfart A (2002). "Xanthine oxidoreductase and xanthine oxidase in human cornea". Histol. Histopathol. 17 (3): 755–60. PMID 12168784.
  8. Pacher P; Nivorozhkin A; Szabó C (2006). "Therapeutic effects of xanthine oxidase inhibitors: renaissance half a century after the discovery of allopurinol". Pharmacol. Rev. 58 (1): 87–114. doi:10.1124/pr.58.1.6. PMC 2233605. PMID 16507884.
  9. Spector T (1988). "Oxypurinol as an inhibitor of xanthine oxidase-catalyzed production of superoxide radical". Biochem. Pharmacol. 37 (2): 349–352. doi:10.1016/0006-2952(88)90739-3. PMID 2829916.
  10. Muraoka S; Miura T (2004). "Inhibition of xanthine oxidase by phytic acid and its antioxidative action". Life Sci. 74 (13): 1691–700. doi:10.1016/j.lfs.2003.09.040. PMID 14738912.

Glej tudiUredi