dehydrogenase

dehydrogenase er enzymer som er involvert i oksidasjonsprosesser. De forekommer i forskjellige varianter i menneskekroppen og katalyserer for eksempel nedbrytningen av alkohol i leveren.

Hva er dehydrogenaser?

Dehydrogenaser er spesialiserte enzymer. Biokatalysatorene akselererer den naturlige oksidasjonen av underlag. Et stoff som oksiderer mister elektroner. I biologiske reaksjoner deler dehydrogenaser av hydrogenanioner fra et underlag. Anioner er negativt ladede partikler.

I dette tilfellet aksepterer et hydrogenatom et elektron og får dermed en negativ elektrisk ladning. Selve reaksjonen finner sted i det aktive senteret av enzymet. Når dehydrogenasen spalter hydrogenanionen fra et underlag, tar kofaktorer inn elektronene og hydrogenet. Kofaktorer er molekyler som spiller en hjelpende rolle i enzymatiske prosesser, men ikke er involvert i selve spaltningen. Kofaktorene til dehydrogenaser inkluderer nikotinamid-adenindinukleotid (NAD +) og flavin-adenindinukleotid (FAD).

I motsetning til dehydrogenaser, deler dehydrataser hele vannmolekyler fra deres underlag. Dehydrogenaser kan også forårsake motreaksjonen og bidra til reduksjon i stedet for oksidasjon. Under reduksjon aksepterer en partikkel elektroner i stedet for å gi dem opp. Biologi tilordner dehydrogenaser til oksydreduktaser. Disse typer enzymer finnes i enhver levende organisme.

Funksjon, effekt og oppgaver

Dehydrogenaser er en gruppe som består av en rekke spesialiserte enzymer. De individuelle enzymene har forskjellige oppgaver i menneskekroppen. Biologi deler de forskjellige dehydrogenaser inn i ytterligere undergrupper.

Aldehyddehydrogenaser (ALDH) danner for eksempel en gruppe dehydrogenaser som hovedsakelig finnes i leveren. Som regel er en ALDH bare ansvarlig for et bestemt underlag og kan ikke bidra til oksidasjon av andre underlag. For eksempel prosess retinal, ALDH1A1, -1A2 og -1A3, som finnes i vitamin A. Det er imidlertid unntak fra denne regelen: ALDH2, for eksempel, kan fungere med forskjellige underlag og er ikke begrenset til ett stoff.

I leveren bryter dehydrogenaser ned alkohol, for eksempel etanol. De hjelper til med å rense blodet, som er en av leverens viktigste oppgaver. Etanolmolekylet legger først til det aktive senteret av en alkoholhydrogenase (ADH). Ved hjelp av enzymet oksideres etanolen ved å dele av det negativt ladede hydrogenatom og gi det til kofaktoren NAD +: På denne måten omdanner ADH etanol til acetaldehyd. Acetaldehyd, eller etanol, er giftig og forårsaker en rekke helseplager.

Mat inneholder vanligvis bare en liten mengde etanol, som kroppen raskt kan konvertere. Derfor er etanolmengdene bare små. Acetaldehydet er på sin side underlaget for ALDH. ALDH katalyserer omdannelsen av acetaldehyd til eddiksyre før eddiksyre kan deles videre og nedbrytes i vann og karbondioksid. I denne formen er molekylene helt ufarlige.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Dehydrogenasene er stort sett lokalisert i de flytende delene av celleplasmaet eller i mitokondriene. Kvinnekropper produserer mindre ADH enn menns kropper. Dette bidrar til at kvinner i gjennomsnitt er mer følsomme for alkohol.

De nøyaktige verdiene for de forskjellige dehydrogenases varierer ikke bare mellom forskjellige enzymgrupper, men også mellom forskjellige individer og etniske grupper. I Øst-Asia og blant urfolkene i Amerika og Australia er nivåene av ADH i gjennomsnitt lavere enn for eksempel europeere. Det menneskelige genom har 19 kjente gener som bestemmer ALDH. Disse genene er på det tolvte kromosomet. De bestemmer hvilken rekkefølge aminosyrene tar i proteinkjedene.

Egenskapene til proteinstrukturen er resultatet av denne sekvensen. Formen til dehydrogenasene og dermed deres funksjon avhenger også av aminosyresekvensen under syntese. For eksempel består ALDH2 av 500 aminosyrer. Som regel syntetiserer cellene dehydrogenaser, som de senere også trenger; Dette betyr at det ikke er behov for å transportere stoffene.

Sykdommer og lidelser

Når alkohol brytes ned i menneskekroppen, dannes acetaldehyd som et mellomstadium. Stoffet er giftig; Enzymet ALDH må derfor omdanne det til eddiksyre så raskt som mulig. Med større mengder alkohol fungerer dette imidlertid vanligvis ikke helt. Derfor henger bakruset noen timer etter inntak av alkohol.

Medisin kaller det også Veisalgia. Typiske symptomer er hodepine, ubehag, kvalme i magen, oppkast og tap av matlyst. Evnen til å konsentrere seg og reagere er ofte begrenset. Hvor følsomme mennesker er for alkohol avhenger blant annet av hvor mange dehydrogenaser levercellene produserer. Dehydrogenaser spiller også en rolle i utvikling eller vedlikehold av forskjellige sykdommer. Fett aldehyddehydrogenase (FALDH) spiller for eksempel en sentral rolle i utviklingen av Sjogren's syndrom.

De viktigste symptomene på det kliniske bildet er psykisk utviklingshemning og progressiv spastisk paraplegi. Spastisk paraplegi er en nevrodegenerativ sykdom og er preget av spastisk lammelse i beina. Sjögren-Larsson-syndromet betyr også at det kåte laget av huden er mer uttalt og danner tydelig synlige hudflak (ichthyosis). I tillegg til disse tre kardinalsymptomene er lidelser i netthinnen vanlig. Årsaken til syndromet ligger i genene som koder for FALDH. På grunn av en mutasjon syntetiserer kroppen ikke enzymkomplekset korrekt med FALDH. Som et resultat øker konsentrasjonen av fete alkoholer og fete aldehyder i blodplasmaet.