Lysyloksydase

Lysyloksydase er et enzym i bindevevet som har katalytiske oppgaver og fremmer tverrbinding av kollagen og elastin. Enzymet har en stabiliserende effekt på bindevevet ved å utføre oksidativ deaminering og dermed skape de grunnleggende betingelsene for tverrbinding. I Cutis laxa reduseres aktiviteten til lysyloksydase.

Hva er lysyloksydase?

Det er forskjellige enzymer i menneskekroppen, som alle har katalytisk aktivitet. Enzymer muliggjør reaksjoner i menneskekroppen eller akselererer dem. Lysyloksydase er et enzym som finnes i bindevev fra mennesker. Det kalles også proteinlysin 6 oksidase og finnes hovedsakelig i det ekstracellulære rommet i bindevevet.

Den katalytiske aktiviteten til enzymet i dette tilfellet angår tverrbindingen mellom kollagen og elastin. Lysyloksydase stabiliserer de to proteinene på en mekanisk måte og muliggjør dermed den reaktive forbindelsen. Lysyloksydase finnes ikke bare i menneskekroppen. Andre virveldyr er også utstyrt med enzymet. Lysyloksydase anses å være en stabilisator av bindevevet. En mangel på enzymet fører til det kliniske bildet av cutis laxa, en alvorlig og arvelig svakhet i bindevevet.

Funksjon, effekt og oppgaver

Lysyloksydase tar på seg viktige oppgaver i det ekstracellulære rommet i kryssforbindelsen mellom individuelle kollagenmolekyler. I menneskekroppen spiller kollagen en viktig rolle i proteinene, med omtrent 30 prosent av den totale proteinmassen.

Kollagen er det vanligste proteinet. Det er et strukturelt og bygningsprotein som utgjør mange komponenter i kroppen, som bindevev, bein, tenner, brusk, sener, leddbånd og hud. Lysyloksydase understøtter bindingen av kollagen til karbonylgrupper og bidrar dermed til stabiliteten til de nevnte kroppskomponenter. Det har katalytisk aktivitet for produksjon av karbonylgrupper som danner kovalente tverrbindinger på kollagener i aldolkondensasjoner. Den katalytiske oppgaven til lysyloksydase er derfor å forberede seg på fibrildannelse. Enzymet skaper alle kjemiske forhold som er nødvendige for dannelse.

Fibriller regnes som fibre av fiber. De tilsvarer tynne og fibrøse deler av kroppen og finnes i plantecellevegger, i menneskelige muskler og i bindevev. Oppgaven med lysyloksydase i denne sammenheng er i hovedsak oksidativ deaminering av lysylrester. I kjemi er deaminering den kjemiske splittingen av aminogrupper som ammoniumioner eller ammoniakk. Oksidativ deaminasjon splitter aminogrupper av aminosyren L-glutamat fra hydrogen og oksiderer dem til iminogrupper med overføring av hydrogen til NAD + eller NADP +.

Dette blir fulgt av hydrolytisk spaltning av iminogrupper som ammoniumioner, som er assosiert med dannelsen av a-ketosyre. Deaminering tilsvarer det første trinnet i den biokjemiske nedbrytningen av aminosyrer, som hos pattedyr hovedsakelig foregår i leveren. Ammoniumionet dannet under deaminering omdannes til urea. Deamineringsprosessene til lysyloksydasen gir opphav til aldehydgrupper som med de individuelle aminogruppene av andre lysylrester danner såkalte Schiff-baser og på denne måten kan danne stabiliserende tverrbindinger i kollagen.

Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier

Lysyloksydase i DNA kodes av LOX-genet, som hos mennesker er lokalisert på kromosom 5 i genlokus q23.3 til q31.2. Genproduktet er ikke den endelige formen for enzymet. Produktet er ikke en ferdig lysyloksydase, men en forgjengerform som etter translasjon har en molmasse på 47 kDa.

Glykosylering skjer i det videre løpet. Under denne prosessen øker den molare massen til det senere enzymet til 50 kDa, og forgjengerens form av lysyloksydase skilles ut i det ekstracellulære rom. Etter sekresjon behandles pre-pro-lysyloksydase videre. Stoffet er delt i det ekstracellulære rommet. Protein 1 er ansvarlig for å dele opp i to fragmenter. På den måten produseres på den ene siden 32 kDa lysyloksydase. På den annen side opprettes et reststoff som i dette tilfellet tilsvarer et polypeptid.

Sykdommer og lidelser

Genetiske defekter i lysyloksydase kan forårsake det kliniske bildet av cutix laxe. Denne sykdommen kalles også dermatokalase og refererer til en gruppe ofte aldersrelaterte svakheter i bindevevet, som i de fleste tilfeller observeres med familiær akkumulering.

Det vanlige kjennetegn ved alle dermatokalasefenomener er slapp og uelastisk hud, som ofte henger ned i store folder på forskjellige deler av kroppen. De fleste av de berørte ser eldre ut enn de er på grunn av endringene. Sykdommene er forårsaket blant annet av genetiske mutasjoner. I denne sammenhengen snakker vi om cutis laxa syndrom. Sykdommen kan eksistere i autosomale resessive, autosomale dominerende og x-kromsomale former. I mange tilfeller er cutis laxa-syndromet assosiert med andre anomalier, og hvis organene er involvert, for eksempel, kan det være dødelig.

ARCL1 tilsvarer en cutis laxa av den autosomale recessive typen 1 og anses for å være den mest alvorlige formen som kan føre til livstruende komplikasjoner. Skjemaet ARCL1A er assosiert med mutasjoner i FBLN5-genet ved locus 14q32.12. Type ARCL1B er assosiert med mutasjoner i EFEMP2-genet ved locus 11q13.1 og variant ARCL1C tilsvarer en cutis laxa med tilhørende anomalier i lunge-, mage-tarm- og urinveiene, som skyldes mutasjoner i LTBP4-genet på lokus 19q13.2.

Mutasjonene i de nevnte gener fører til en under-gjennomsnittlig aktivitet av lyxyloxidase. Utilstrekkelige tverrforbindelser skapes på grunn av den reduserte aktiviteten til enzymet. Pasientens bindevev er ikke tilstrekkelig stabilisert.