Lüsüüloksüdaas

Lüsüüloksüdaas on sidekoe ensüüm, millel on katalüütiline ülesanne ja mis soodustab kollageeni ja elastiini ristsidemeid. Ensüümil on sidekoele stabiliseeriv toime, viies läbi oksüdatiivse deaminatsiooni ja luues sellega ristsidumise põhitingimused. Cutis laxas väheneb lüsüüloksüdaasi aktiivsus.

Mis on lüsüüloksüdaas?

Inimese kehas on erinevad ensüümid, kõigil neil on katalüütiline aktiivsus. Ensüümid võimaldavad inimkehas reaktsioone või kiirendavad neid. Lüsüüloksüdaas on ensüüm, mida leidub inimese sidekoes. Seda nimetatakse ka valgu lüsiin 6 oksüdaasiks ja seda leidub peamiselt sidekoe rakuvälises ruumis.

Ensüümi katalüütiline aktiivsus on sel juhul seotud ristsidemega kollageeni ja elastiini vahel. Lüsüüloksüdaas stabiliseerib kahte valku mehaanilisel viisil ja võimaldab seega reaktiivset ühendust. Lüsüüloksüdaasi ei leidu mitte ainult inimkehas. Ensüümiga on varustatud ka muud selgroogsed. Lüsüüloksüdaasi peetakse sidekoe stabilisaatoriks. Ensüümi puudus viib cutis laxa kliinilise pildi, sidekoe raske ja päriliku nõrkuseni.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Lüsüüloksüdaas võtab üksikute kollageenimolekulide ristsidemes rakuvälises ruumis olulisi ülesandeid. Inimese kehas mängib valkudes suurt rolli kollageen - umbes 30 protsenti valgu kogumassist.

Kollageen on kõige tavalisem valk. See on struktuuri- ja ehitusvalk, mis koosneb paljudest kehaosadest, näiteks sidekoest, luudest, hammastest, kõhrest, kõõlustest, sidemetest ja nahast. Lüsüüloksüdaas toetab kollageeni sidumist karbonüülrühmadega ja aitab seega kaasa nimetatud kehaosade stabiilsusele. Sellel on katalüütiline aktiivsus karbonüülrühmade tootmisel, mis moodustavad kovalentsed ristsidemed kollageenidel aldooli kondensatsioonil. Lüsüüloksüdaasi katalüütiline ülesanne on seetõttu fibrilli moodustumiseks ettevalmistamine. Ensüüm loob kõik keemilised tingimused, mis on vajalikud moodustamiseks.

Fibrille peetakse kiu kiududeks. Need vastavad õhukestele ja kiulistele kehaosadele ning neid leidub taimerakkude seintes, inimese lihastes ja sidekoes. Lüsüüloksüdaasi ülesanne selles kontekstis on põhiliselt lüsüüljääkide oksüdatiivne deaminatsioon. Keemias on deamiinimine aminorühmade keemiline lõhestamine ammooniumiioonide või ammoniaagina. Oksüdatiivne deaminatsioon lõhestab vesinikust aminohappe L-glutamaadi aminorühmad ja oksüdeerib need vesiniku ülekandmisel NAD + või NADP + imino-rühmadeks.

Sellele järgneb iminorühmade ammooniumioonidena hüdrolüütiline lõhustamine, mis on seotud a-ketohappe moodustumisega. Deamiinimine vastab aminohapete biokeemilise lagunemise esimesele etapile, mis imetajatel toimub peamiselt maksas. Deaminatsiooni käigus moodustunud ammooniumioon muundatakse karbamiidiks. Lüsüüloksüdaasi deaminatsiooniprotsessid tekitavad aldehüüdrühmi, mis koos teiste lüsüüljääkide üksikute aminorühmadega tekitavad niinimetatud Schiffi aluseid ja võivad sel viisil moodustada kollageenis stabiliseerivad ristsidemed.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

DNA lüsüüloksüdaasi kodeerib LOX geen, mis inimestel asub 5. kromosoomis geeni lookuses q23.3 kuni q31.2. Geeniprodukt ei ole ensüümi lõplik vorm. Produkt ei ole valmis lüsüüloksüdaas, vaid eelkäija vorm, mille molaarmass pärast translatsiooni on 47 kDa.

Glükosüülimine toimub edasisel kursusel. Selle protsessi käigus suureneb hilisema ensüümi molaarmass 50 kDa-ni ja lüsüüloksüdaasi eelkäija vorm sekreteeritakse rakuvälisesse ruumi. Pärast sekretsiooni töödeldakse pre-lüsüüloksüdaasi edasi. Aine jaguneb rakuvälises ruumis. Valk 1 jaguneb kaheks fragmendiks. Sel viisil saadakse ühelt poolt 32 kDa lüsüüloksüdaas. Teisest küljest luuakse jääkaine, mis antud juhul vastab polüpeptiidile.

Haigused ja häired

Lüsüüloksüdaasi geneetilised defektid võivad põhjustada cutix laxe kliinilist pilti. Seda haigust nimetatakse ka dermatochalasisiks ja see viitab sageli sidekoe vanusega seotud nõrkuste rühmale, mida enamikul juhtudel täheldatakse perekondliku kuhjumise korral.

Kõigi dermatochalasise nähtuste ühine tunnus on longus ja elastset nahka, mis sageli ripub suurte kehaosadena keha erinevatel osadel. Enamik mõjutatud isikutest näib muutuste tõttu vanem. Haigusi põhjustavad muu hulgas geneetilised mutatsioonid. Selles kontekstis räägime cutis laxa sündroomist. Haigus võib esineda autosomaalsel retsessiivsel, autosomaalsel domineerival ja x-kromosomaalsel kujul. Paljudel juhtudel on cutis laxa sündroom seotud muude anomaaliatega ja näiteks organite kaasamisel võib see lõppeda surmaga.

ARCL1 vastab 1. autosomaalse retsessiivse tüübi cutis laxa'le ja seda peetakse kõige raskemaks vormiks, mis teatud tingimustel võib põhjustada eluohtlikke tüsistusi. Vormi ARCL1A seostatakse FBLN5 geeni mutatsioonidega lookuses 14q32.12. Tüüp ARCL1B on seotud mutatsioonidega EFEMP2 geenis lookuses 11q13.1 ja variant ARCL1C vastab cutis laxale koos kaasnevate anomaaliatega kopsus, seedetraktis ja kuseteedes, mis tulenevad LTBP4 geeni mutatsioonidest lookuses 19q13.2.

Mainitud geenide mutatsioonid põhjustavad lüksüüloksidaasi keskmisest madalamat aktiivsust. Ensüümi vähenenud aktiivsuse tõttu luuakse ebapiisavad ristsidemed. Patsiendi sidekude pole piisavalt stabiliseerunud.