Лизил хидроксилазе

Лизил хидроксилазе представљају групу ензима који су одговорни за хидроксилацију остатака лизина унутар протеина. Тако они углавном доприносе структури везивног ткива. Поремећаји у функцији лизил хидроксилазе манифестују се у болестима као што су скорбут или наследни Ехлерс-Данлос синдром.

Шта су лизил хидроксилазе?

Лизил хидроксилазе су ензими чији је задатак да катализују пост-транслационе модификације аминокиселине лизин уградњом хидроксилне групе у хидроксил лизин. Ово јача везивно ткиво, јер се његовим протеинским ланцима пружа могућност даљњег умрежавања путем хидроксилних група.

Људска лизил хидроксилаза састоји се од 727 аминокиселина. Лизиле хидроксилазе такође припадају групи хидроксилаза, тј. Ензима који углавном катализују уградњу хидроксилних група у молекуле. Поред лизил хидроксилаза, хидроксилазе или оксидоредуктазе укључују и пролил хидроксилазе, фенилаланин хидроксилазу, тирозин хидроксилазу или триптофан хидроксилазу. Посебно заједно са пролил хидроксилазама, лизил хидроксилазе играју важну улогу у функцији везивног ткива. Обе групе ензима траже коензим витамин Ц за своју функцију.

Функција, ефекат и задаци

Функција лизил хидроксилаза састоји се искључиво од катализације уградње хидроксилних група у лизинске остатке унутар протеина. Током пост-транслационе модификације, аминокиселина хидроксиламин настаје из лизина.

Иако је хидроксиламин такође слободан, он се не може уградити у протеин у овом облику. Пост-транслациона модификација стога значи накнадну конверзију ове аминокиселине након накупљања протеина. Када се атом водоника замени за хидроксилну групу, у ову тачку се уграђује функционална група која може да врши премоштавање функција. Уз помоћ хидроксилне групе, различити ланци протеина могу се повезати. Надаље, молекули шећера могу се везати за ову функционалну групу. Обе реакције су веома важне, између осталог, и у развоју везивног ткива.

Везивно ткиво затвара организам и унутрашње органе. Мора бити чврст и напет да би могао разликовати функционално различите органе. То обезбеђују протеини везивног ткива, који садрже висок проценат аминокиселина лизин и пролин.У ту сврху, обе аминокиселине су накнадно делимично модификоване након уградње у протеин додавањем хидроксилне групе. Као што је већ поменуто, са пролином ову реакцију катализују пролил хидроксилазе, а лизин лизил-хидроксилазе. Након формирања протеина, ове реакције модификације стварају мрежу протеинских ланаца који представљају чврсто везивно ткиво.

Без функције оба ензима развој функционалног везивног ткива уопште не би био могућ. Међутим, оба ензима делују само уз помоћ коензима аскорбинске киселине, тј. Витамина Ц. Са структурно измењеним ензимима мутацијом или недостатком витамина Ц, то може довести до поремећаја у структури везивног ткива, а самим тим до озбиљних болести.

Образовање, појава, својства и оптималне вредности

ПЛОД1 ген је одговоран за кодирање хумане лизил хидроксилазе. Назив ПЛОД1 потиче од имена лизил хидроксилазе "Проколлаген-Лизин, 2-оксоглутарат-5-диоксигеназа 1". Овај ген се налази на хромозому 1. Будући да се стално ствара ново везивно ткиво, постоји и стална потреба за производњом лизил хидроксилаза. Мутација овог гена може стога имати врло озбиљне последице по здравље организма.

Болести и поремећаји

Поремећаји у функцији лизил хидроксилазе играју посебно важну улогу код скорбута и Ехлерс-Данлос синдрома. Шкрумс је познат као древна морска болест, која је узрокована недостатком витамина Ц. Витамин Ц, такође познат као аскорбинска киселина, функционише као коензим лизил-хидроксилаза и пролил хидроксилаза. Ако га нема, аминокиселине лизин и пролин у протеинима везивног ткива више се не могу хидроксилирати.

Будући да постоји стална изградња и распад протеина везивног ткива, протеински ланци су све мање и мање способни за умрежавање током периода недостатка витамина. Везивно ткиво постаје лабаво и више не може правилно обављати своју функцију. Јављају се разни симптоми, укључујући општу исцрпљеност, осетљивост на инфекције, крварење десни, губитак зуба, лоше зарастање рана, тешке проблеме са кожом, губитак мишића и многа друга оштећења здравља. Шкрумб може у коначници довести до смрти од општег затајења срца или тешких инфекција. Древни поморци били су посебно погођени јер нису могли добити довољно витамина Ц током дугих путовања на мору.

Показано је да се болест излечи одмах када се дају одређене намирнице попут киселог купуса. Тек касније је препознато да је узрок болести био недостатак витамина Ц. Излијевање болести скорбут поморца касније је спречено храњењем морских плодова киселом купусом. Друга болест, која се само делимично може приписати дефекту хумане лизил хидроксилазе, је Ехлерс-Данлос синдром. Ехлерс-Данлос синдром је колективни израз за различите насљедне болести везивног ткива са различитим узроцима. Овај синдром карактерише снажна слабост везивног ткива.

Кожа је претегљива, а зглобови су покретни. Генетски модификована лизил хидроксилаза покреће Ехлерс-Данлос синдром тип ВИ. За то је одговоран мутирани ген зван ПЛОД1, који се налази на хромозому 1. Неисправни ензим који је настао из тога више није у потпуности функционалан и може само недовољно катализирати реакције хидроксилације лизина. Развија се слабо везивно ткиво са познатим симптомима, као и додатним ангажманом очију и унутрашњих органа. Ехлерс-Данлос синдром типа ВИ може се наследити као аутосомно рецесивно својство.