Xantinoxidas

De Xantinoxidas ansvarar för omvandlingen till urinsyra under nedbrytningen av puriner. En brist eller hämning av enzymet leder till en minskning av urinsyranivåerna i blodet.

Vad är xantinoxidas?

Xantinoxidas är ett enzym som aktiverar (katalyserar) reaktionen av hypoxantin via xantin till urinsyra. Den innehåller en icke-proteindel som en så kallad protesegrupp (grekisk, protes, bifogad) grupp, som ansvarar för reaktiviteten.

Det är ett derivat av flavin. Xanthinoxidas är en av flavinenzymerna. Det har också järn och molybden i det aktiva mitten. År 1902 beskrevs enzymet för första gången som en del av komjölk av biokemisten F. Schardinger, så att det tidigare kallades Schardinger-enzymet. Under verkan av detta enzym förändras färgen på färgämnet metylenblått, som kan användas som en typisk detekteringsreaktion för att skilja mellan rå och värmebehandlad mjölk.

Enzymet förstörs vid höga temperaturer. Förändringen i färg beror på det faktum att enzymerna som finns i rå mjölk (såsom xantinoxidas) i närvaro av formaldehyd avfärgar metylenblått när det utsätts för luft.

Funktion, effekt och uppgifter

Den mest kända uppgiften för xantinoxidas är bildandet av urinsyra i purinmetabolismen. Puriner finns i varje cell. De är en del av de nukleiska baserna adenosin och guanin, från vilken, tillsammans med pyrimidinbaserna cytosin och tymin (eller uracil), nukleinsyrorna DNA och RNA byggs.

Den genetiska informationen i kroppens olika celler består av nukleinsyror. Detta gäller människor och djur. Till exempel tar människor med köttprodukter en stor mängd i form av animaliska livsmedel. Om kroppens egna celler går under eller om djurceller som kommer in i kroppen genom mat bryts ned, produceras nukleinsyror och därmed också puriner. Dessa omvandlas till urinsyra. Under verkan av xantinoxidas bildas först hypoxantin och i ytterligare ett steg xantin, som omvandlas till urinsyra och till stor del kan utsöndras via njurarna. Endast en liten andel urinsyra lämnar kroppen genom tarmen.

Om kroppen ackumulerar stora mängder purin eller begränsas i utsöndring i urinen, stiger urinsyranivån i blodet. Ett andra enzym involverat i nedbrytning av purin producerar också urinsyra. Det kallas xantindhydrogenas, använder nicotinamidadeninukleotid (NAD) och är det dominerande enzymet. Däremot har xantinoxidas en flavinadeninuduototot-subenhet (FAD). Vid otillräcklig tillförsel, till exempel på grund av brist på blodflöde, kan båda enzymerna omvandlas till varandra.

Reaktionen under verkan av xantinoxidas ger också väteperoxid som en biprodukt. Väteperoxid är inte i sig en radikal, men det är en reaktiv substans. Det är därför det snabbt görs ofarligt genom verkan av andra enzymer (peroxidas, katalas) i kroppen.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Purinnedbrytning sker huvudsakligen i levern. I slemhinnan i tunntarmen är enzymet också involverat i införlivandet av järn i transportproteintransferrin. Forskning har visat att enzymet finns i celler som finns i innerväggen i blodkärlen. I detta sammanhang diskuteras dess påverkan på förloppet av hjärt-kärlsjukdomar och skador orsakade av oxidativ stress.

Andelen oxidas i förhållande till dehydrogenas, det enzymsystem som ansvarar för att omvandla puriner till urinsyra, är 20 procent. Formen av xantindhydrogenas är 80 procent närvarande. Flavinet i xantinoxidas är en av riboflavinerna, som är identiska med vitamin B2. Molybdenens subenhet som finns i xanthinoxidas är bunden av allopurinol, som är mycket lik struktur i form av puriner. På detta sätt hämmas enzymet nästan fullständigt. Aktiviteten hos enzymet kan bestämmas indirekt utifrån den bildade mängden urinsyra.

Sjukdomar och störningar

Vid måltider som är rika på purin eller med ökad celldöd, vilket exempelvis sker under cancerterapi, aktiveras xantinoxidasreaktionen och större mängder urinsyra produceras. Nivån av urinsyra i blodet ökar.

Om enzymet hämmas, tappar urinsyrakoncentrationen i blodet. Denna effekt är basen för medicinen vid giktsjukdom. I gikt leder de ökade urinsyrahalterna till kristallisation och därmed till obehag i lederna. Läkemedel som innehåller allopurinol är standardpreparat som används för att behandla gikt. I den ärftliga formen av enzymbrist reduceras aktiviteten på grund av mutationer. Detta tillstånd ärvs som ett autosomalt recessivt drag. Barnet blir sjukt om båda föräldrarna har en drabbad allel. En reducerad aktivitet av xantinoxidas uppträder också när molybden-kofaktorn är bristfällig eftersom den inte bildas på grund av en defekt.

Xantin och hypoxantin ackumuleras. Betydligt ökade xantinnivåer i blodet och utseendet av xantin i urinen (xanthineuria) märks hos de drabbade. Vid bestämning av xantin för att upptäcka enzymbrist måste livsmedel som kaffebönor, te, mate eller potatis uteslutas som en källa till xantin. Urinsyranivåerna å andra sidan sänks. Eftersom xantin inte bryts ned och är sparsamt lösligt kan det bilda kristaller. I de flesta fall är sjukdomen symptomfri. Andra kan dock ha njurproblem, urinvägsinfektioner eller blod i urinen.

Om det bildas xantinstenar i svår sjukdom kan de deponeras i njurvävnaden eller i urinvägarna. De drabbade måste uppmärksamma en diet med låg purin och mycket vätska.