Lizilhidroxilazele reprezintă un grup de enzime responsabil de hidroxilarea lizină reziduuri din interior proteine. Astfel, ei participă în principal la formarea țesut conjunctiv. Tulburările funcției lizilhidroxilazelor se manifestă în boli precum scorbutul sau ereditar Sindromul Ehlers-Danlos.
Ce sunt lizilhidroxilazele?
Lizilhidroxilazele sunt enzime a cărei funcție este de a cataliza modificarea posttranslațională a aminoacidului lizină prin încorporarea unei grupări hidroxil în hidroxilizină. Acest lucru întărește țesut conjunctiv deoarece lanțurile lor proteice au posibilitatea de a se lega încrucișat în continuare prin intermediul grupărilor hidroxil. Lizilhidroxilaza umană este formată din 727 aminoacizi, printre alții. Lizilhidroxilazele aparțin, de asemenea, grupului hidroxilazelor, adică enzime care catalizează în general încorporarea grupărilor hidroxil în molecule. Astfel, pe lângă lizilhidroxilazele, prolilhidroxilazele, fenilalanina hidroxilaza, tirozina hidroxilaza sau triptofan hidroxilaza aparține, de asemenea, grupului de hidroxilaze sau oxidoreductaze. În special împreună cu prolil hidroxilazele, lizil hidroxilazele joacă un rol important în funcția de țesut conjunctiv. Ambele grupuri de enzime necesită coenzima vitamina C pentru funcția lor.
Funcția, acțiunea și rolurile
Funcția lizilhidroxilazelor este exclusiv de a cataliza încorporarea grupărilor hidroxil în lizină reziduuri dintr-o proteină. În acest proces, aminoacidul hidroxilamină se formează din lizină ca parte a unei modificări posttranslaționale. Deși hidroxilamina apare și ea liber, nu poate fi încorporată în proteină sub această formă. Modificarea post-translațională înseamnă astfel conversia ulterioară a acestui aminoacid după ce proteina a fost construită. Cu schimbul unui hidrogen atom pentru gruparea hidroxil, o grupare funcțională este încorporată în acest moment în proteină care poate îndeplini funcții de legătură. Cu ajutorul grupării hidroxil, diferite lanțuri proteice se pot lega între ele. În plus, zahăr molecule se poate lega de acest grup funcțional. Ambele reacții sunt, printre altele, foarte importante în formarea țesutului conjunctiv. Țesutul conjunctiv înconjoară organismul și organe interne. Trebuie să fie ferm și încordat pentru a putea separa diferitele organe funcționale unul de celălalt. Acest lucru este asigurat de proteine a țesutului conjunctiv, care conțin un procent ridicat de aminoacizi lizină și prolină. După încorporarea lor în proteină, ambele aminoacizi sunt ulterior modificate parțial în acest scop prin administrarea unei grupări hidroxil. După cum sa menționat deja, în cazul prolinei, această reacție este catalizată de prolil hidroxilaze și în cazul lizinei de lizil hidroxilaze. Astfel, după formarea proteinelor, aceste reacții de modificare asigură o rețea de lanțuri proteice care reprezintă țesut conjunctiv strâns. Fără funcția ambelor enzime, formarea unui țesut conjunctiv funcțional nu ar fi deloc posibilă. Cu toate acestea, ambele enzime funcționează numai cu ajutorul coenzimei acid ascorbic, adică vitamina C. Prin urmare, în cazul enzimelor modificate structural din cauza mutației sau a unui deficit de vitamina C, acumularea de țesut conjunctiv poate fi perturbată, ducând la boli grave.
Formare, apariție, proprietăți și valori optime
genă PLOD1 este responsabil pentru codificarea lizilhidroxilazei umane. Denumirea PLOD1 derivă din numele lizilhidroxilazei „procolagen lizină, 2-oxoglutarat-5-dioxigenază 1.” Acest genă este localizat pe cromozomul 1. Deoarece noul țesut conjunctiv este produs în mod constant, există, de asemenea, o nevoie permanentă de producere a lizilhidroxilazelor. Prin urmare, o mutație a acestui lucru genă poate fi foarte important pentru sănătate a organismului.
Boli și tulburări
Tulburările funcției lizilhidroxilazelor joacă un rol deosebit de important în bolile scorbut și Sindromul Ehlers-Danlos. Scorbutul este cunoscut ca o boală străveche a navigatorului, care este cauzată de un deficit de vitamină C. Vitamină C, cunoscut și sub numele de acid ascorbic, acționează ca o coenzimă a lizilhidroxilazelor și prolilhidroxilazelor. Când lipsește, amino acizi lizina și prolina nu mai pot fi hidroxilate în proteina țesutului conjunctiv. Deoarece există o construcție și o descompunere constantă a țesutului conjunctiv proteine, lanțurile proteice se pot lega din ce în ce mai puțin în timpul perioadei de deficit de vitamina. Țesutul conjunctiv devine flasc și nu-și mai poate îndeplini funcțiile în mod corespunzător. Apar o gamă largă de simptome, inclusiv epuizare generală, susceptibilitate la infecții, sângerări gume, pierderea dintilor, slaba vindecare a răni, severă piele probleme, pierderea mușchilor și multe altele sănătate deficiențe. Scorbut poate în cele din urmă conduce la moarte prin general inimă eșec sau infecții severe. Marinarii antici au fost deosebit de afectați, deoarece nu au putut obține vitamină C în timpul unor călătorii lungi pe mare. S-a demonstrat că boala se vindecă imediat când se administrează anumite alimente, cum ar fi varza murată. Faptul că cauza bolii a fost un deficit de vitamina C nu a fost recunoscut decât mai târziu. Cu toate acestea, izbucnirea scorbutului bolii navigatorului a fost ulterior prevenită prin hrănirea marinarii cu varză murată. O altă boală, dar care poate fi atribuită doar parțial unui defect al lizilhidroxilazei umane, este Sindromul Ehlers-Danlos. Sindromul Ehlers-Danlos este un termen colectiv pentru diferite boli ereditare ale țesutului conjunctiv cu cauze diferite. Acest sindrom se caracterizează prin severitate slăbiciune a țesutului conjunctiv. piele este suprasolicitat și articulații sunt hipermobile. În acest caz, o lizilhidroxilază modificată genetic declanșează sindromul Ehlers-Danlos de tip VI. Responsabil pentru aceasta este o genă mutantă numită PLOD1, care se află pe cromozomul 1. Enzima defectă rezultată nu mai este pe deplin funcțională și poate cataliza insuficient reacțiile de hidroxilare pe lizină. A slăbiciune a țesutului conjunctiv se dezvoltă odată cu simptomele cunoscute precum și cu implicarea suplimentară a ochilor și organe interne. Sindromul Ehlers-Danlos de tip VI este autosomal recesiv.
