dehydrogenaser

dehydrogenaser är enzymer som är involverade i oxidationsprocesser. De förekommer i olika varianter i människokroppen och katalyserar till exempel nedbrytningen av alkohol i levern.

Vad är dehydrogenaser?

Dehydrogenaser är specialiserade enzymer. Biokatalysatorerna påskyndar den naturliga oxidationen av substrat. Ett ämne som oxiderar förlorar elektroner. Vid biologiska reaktioner delar dehydrogenaser av vätejonjoner från ett substrat. Anjoner är negativt laddade partiklar.

I detta fall accepterar en väteatom en elektron och får därmed en negativ elektrisk laddning. Den faktiska reaktionen äger rum vid enzymets aktiva centrum. När dehydrogenaset klyver väteanjonen från ett substrat, tar kofaktorer in elektronerna och vätet. Kofaktorer är molekyler som spelar en hjälpande roll i enzymatiska processer, men inte är involverade i själva klyvningen. Kofaktorerna för dehydrogenaser inkluderar nikotinamidadeninuklotid (NAD +) och flavinadenindinukleotid (FAD).

Till skillnad från dehydrogenaser delar dehydrataser hela vattenmolekyler från deras substrat. Dehydrogenaser kan också orsaka motreaktionen och bidra till reduktion istället för oxidation. Under reduktion accepterar en partikel elektroner istället för att ge upp dem. Biologi tilldelar dehydrogenaser till oxidreduktaser. Dessa typer av enzymer finns i alla levande organismer.

Funktion, effekt och uppgifter

Dehydrogenaser är en grupp som består av många specialiserade enzymer. De enskilda enzymerna har olika uppgifter i människokroppen. Biologi delar upp de olika dehydrogenaserna i ytterligare undergrupper.

Aldehyddehydrogenaser (ALDH) bildar till exempel en grupp dehydrogenaser som huvudsakligen finns i levern. Som regel är en ALDH endast ansvarig för ett visst underlag och kan inte bidra till oxidation av andra substrat. Till exempel processar näthinnan ALDH1A1, -1A2 och -1A3, som finns i vitamin A. Det finns dock undantag från denna regel: ALDH2, till exempel, kan arbeta med olika underlag och är inte begränsad till ett ämne.

I levern bryter dehydrogenaser ner alkohol, till exempel etanol. De hjälper till att rena blodet, vilket är en av de viktigaste uppgifterna i levern. Etanolmolekylen ansluts först till det aktiva mitten av ett alkoholhydrogenas (ADH). Med hjälp av enzymet oxiderar etanolen genom att dela bort den negativt laddade väteatomen och ge den till dess kofaktor NAD +: ADH omvandlar etanol till acetaldehyd på detta sätt. Acetaldehyd eller etanol är giftigt och orsakar ett antal hälsoplagor.

Mat innehåller normalt bara en liten mängd etanol, som kroppen snabbt kan konvertera. Därför är etanolmängden endast små. Acetaldehyden är i sin tur substratet för ALDH. ALDH katalyserar omvandlingen av acetaldehyd till ättiksyra innan ättiksyra kan delas upp ytterligare och brytas ner i vatten och koldioxid. I denna form är molekylerna helt ofarliga.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Dehydrogenaserna finns mestadels i de flytande delarna av cellplasma eller i mitokondrierna. Kvinnors kroppar producerar mindre ADH än mäns kroppar. Detta bidrar till att kvinnor i genomsnitt är mer känsliga för alkohol.

De exakta värdena för olika dehydrogenaser varierar inte bara mellan olika enzymgrupper utan också mellan olika individer och etniska grupper. I Östra Asien och bland de inhemska befolkningen i Amerika och Australien är nivåerna av ADH i genomsnitt lägre än till exempel hos européer. Det mänskliga genomet har 19 kända gener som bestämmer ALDH. Dessa gener finns på den tolfte kromosomen. De bestämmer vilken ordning aminosyrorna tar inom proteinkedjor.

Egenskaperna hos proteinstrukturerna härrör från denna sekvens. Formen på dehydrogenaserna och därmed deras funktion beror också på sekvensen av aminosyrorna under syntesen. Till exempel består ALDH2 av 500 aminosyror. Som regel syntetiserar cellerna dehydrogenaser, som de senare också behöver; Detta innebär att det inte finns något behov av att transportera ämnena.

Sjukdomar och störningar

När alkohol bryts ned i människokroppen bildas acetaldehyd som ett mellanstadium. Ämnet är giftigt; Enzymet ALDH måste därför omvandla det till ättiksyra så snabbt som möjligt. Med större mängder alkohol fungerar detta dock vanligtvis inte helt. Därför kvarstår baksmälla några timmar efter att ha konsumerat alkohol.

Medicin kallar det också Veisalgia. Typiska symtom är huvudvärk, illamående, lugn i magen, kräkningar och aptitlöshet. Förmågan att koncentrera sig och reagera är ofta begränsad. Hur känsliga människor är för alkohol beror bland annat på hur många dehydrogenaser levercellerna producerar. Dehydrogenaser spelar också en roll i utvecklingen eller underhållet av olika sjukdomar. Fett aldehyddehydrogenas (FALDH) spelar till exempel en central roll i utvecklingen av Sjogren's syndrom.

Huvudsymtomen i den kliniska bilden är mental retardering och progressiv spastisk paraplegi. Spastisk paraplegi är en neurodegenerativ sjukdom och kännetecknas av spastisk förlamning i benen. Sjögren-Larsson syndrom innebär också att det kåta skiktet i huden är mer uttalat och bildar tydliga hudflingor (iktyos). Förutom dessa tre kardinala symtom är störningar i näthinnan vanliga. Orsaken till syndromet ligger i generna som kodar för FALDH. På grund av en mutation syntetiserar kroppen inte korrekt enzymkomplexet med FALDH. Som ett resultat ökar koncentrationen av fettalkoholer och fettaldehyder i blodplasma.