Dehydrogenázy

Dehydrogenázy jsou enzymy, které se účastní oxidačních procesů. Vyskytují se v různých variantách v lidském těle a například katalyzují rozklad alkoholu v játrech.

Co jsou dehydrogenázy?

Dehydrogenázy jsou specializované enzymy. Biokatalyzátory urychlují přirozenou oxidaci substrátů. Látka, která oxiduje, ztrácí elektrony. Při biologických reakcích dehydrogenázy oddělovaly vodíkové anionty od substrátu. Anionty jsou záporně nabité částice.

V tomto případě atom vodíku přijímá elektron a tím dostává záporný elektrický náboj. Skutečná reakce probíhá v aktivním centru enzymu. Když dehydrogenáza štěpí vodíkový anion od substrátu, kofaktory vezmou elektrony a vodík. Kofaktory jsou molekuly, které hrají pomocnou roli v enzymatických procesech, ale nejsou zapojeny do samotného štěpení. Kofaktory dehydrogenáz zahrnují nikotinamid adenin dinukleotid (NAD +) a flavin adenin dinukleotid (FAD).

Na rozdíl od dehydrogenáz, dehydratázy odštěpily celé molekuly vody od svého substrátu. Dehydrogenázy mohou také působit proti reakci a přispívat ke snižování namísto oxidace. Během redukce částice přijímá elektrony místo toho, aby se jich vzdala. Biologie přiřazuje dehydrogenázy oxidovým reduktázám. Tyto typy enzymů existují v každém živém organismu.

Funkce, efekt a úkoly

Dehydrogenázy jsou skupinou tvořenou četnými specializovanými enzymy. Jednotlivé enzymy mají v lidském těle různé úkoly. Biologie rozděluje různé dehydrogenázy do dalších podskupin.

Aldehyddehydrogenázy (ALDH) například tvoří skupinu dehydrogenáz, které se nacházejí hlavně v játrech. ALDH je zpravidla zodpovědný pouze za určitý substrát a nemůže přispívat k oxidaci jiných substrátů. Například ALDH1A1, -1A2 a -1A3 zpracovávají sítnici, která se nachází v vitaminu A. Existují však výjimky z tohoto pravidla: Například ALDH2 může pracovat s různými substráty a není omezen na jednu látku.

V játrech dehydrogenázy rozkládají alkohol, například ethanol. Pomáhají čistit krev, což je jeden z nejdůležitějších úkolů jater. Molekula ethanolu se nejprve ukotví do aktivního centra alkoholové hydrogenázy (ADH). S pomocí enzymu etanol oxiduje tím, že oddělí záporně nabitý atom vodíku a dá ho svému kofaktoru NAD +: Tímto způsobem ADH převádí ethanol na acetaldehyd. Acetaldehyd nebo ethanal je toxický a způsobuje řadu zdravotních potíží.

Jídlo obvykle obsahuje pouze malé množství ethanolu, který může tělo rychle převést. Proto jsou množství ethanalu pouze malá. Acetaldehyd je zase substrátem pro ALDH. ALDH katalyzuje přeměnu acetaldehydu na kyselinu octovou, než může být kyselina octová dále rozdělena a rozdělena na vodu a oxid uhličitý. V této formě jsou molekuly zcela neškodné.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Dehydrogenázy jsou většinou umístěny v kapalných částech buněčné plazmy nebo v mitochondriích. Těla žen produkují méně ADH než těla mužů. To přispívá k tomu, že ženy jsou v průměru na alkohol citlivější.

Přesné hodnoty různých dehydrogenáz se liší nejen mezi různými enzymatickými skupinami, ale také mezi různými jednotlivci a etnickými skupinami. Ve východní Asii a mezi domorodými obyvateli Ameriky a Austrálie jsou úrovně ADH v průměru nižší než například v Evropanech. Lidský genom má 19 známých genů, které určují ALDH. Tyto geny jsou na dvanáctém chromozomu. Určují, jaké pořadí mají aminokyseliny v proteinových řetězcích.

Z této sekvence vyplývají vlastnosti proteinových struktur. Tvar dehydrogenáz a tím i jejich funkce závisí také na sekvenci aminokyselin během syntézy. Například ALDH2 sestává z 500 aminokyselin. Buňky zpravidla syntetizují dehydrogenázy, které později také potřebují; To znamená, že není třeba látky přepravovat.

Nemoci a poruchy

Když se v lidském těle rozkládá alkohol, tvoří se jako mezistupeň acetaldehyd. Látka je jedovatá; enzym ALDH ho proto musí co nejdříve převést na kyselinu octovou. U větších množství alkoholu to však obvykle nefunguje úplně. Proto kocovina přetrvává několik hodin po konzumaci alkoholu.

Medicína to také nazývá Veisalgia. Typickými příznaky jsou bolest hlavy, malátnost, nevolnost v žaludku, zvracení a ztráta chuti k jídlu. Schopnost soustředit se a reagovat je často omezená. Jak jsou lidé citliví na alkohol, závisí mimo jiné na tom, kolik dehydrogenáz produkují jaterní buňky. Dehydrogenázy také hrají roli ve vývoji nebo udržování různých nemocí. Například mastná aldehyddehydrogenáza (FALDH) hraje ústřední roli ve vývoji Sjogrenova syndromu.

Hlavními příznaky klinického obrazu jsou mentální retardace a progresivní spastická paraplegie. Spastická paraplegie je neurodegenerativní onemocnění a vyznačuje se spastickou paralýzou v nohou. Sjögren-Larssonův syndrom také znamená, že nadržená vrstva kůže je výraznější a tvoří jasně viditelné kožní vločky (ichthóza). Kromě těchto tří hlavních příznaků jsou časté také poruchy sítnice. Příčinou syndromu jsou geny kódující FALDH. Díky mutaci tělo nesyntetizuje enzymatický komplex s FALDH správně. V důsledku toho se zvyšuje koncentrace mastných alkoholů a mastných aldehydů v krevní plazmě.