Войти
| ксантиноксидаза / дегидрогеназа | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура (мономер) бычьей ксантиноксидазы.. Ограниченный FAD (красный), Обозначены FeS-кластер (оранжевый), кофактор молибдоптерина с молибденом (желтый) и салицилат (синий). | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 1.17.3.2 | ||||||||
| Номер CAS | 9002-17- 9 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Запись KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| PRIAM | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Онтология генов | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| ксантиноксидаза / дегидрогеназа | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | XDH |
| Ген NCBI | 7498 |
| HGNC | 12805 |
| OMIM | 607633 |
| PDB | 1FIQ |
| RefSeq | NM_000379 |
| UniProt | P47989 |
| Прочие данные | |
| Номер ЕС | 1.17.3.2 |
| Locus | Ch р. 2 p23.1 |
Ксантиноксидаза (XO, иногда «XAO ») представляет собой форму ксантин оксидоредуктазы, типа фермента, который генерирует активные формы кислорода. Эти ферменты катализируют окисление гипоксантина до ксантина и могут дополнительно катализировать окисление ксантина до мочевой кислоты. Эти ферменты играют важную роль в катаболизме пуринов у некоторых видов, включая людей.
Ксантиноксидаза определяется как активность фермента (EC 1.17.3.2). Тот же белок, который у людей имеет одобренный HGNC символ гена XDH, также может обладать ксантиндегидрогеназной активностью (EC 1.17.1.4). Большая часть белка в печени существует в форме с активностью ксантиндегидрогеназы, но он может быть преобразован в ксантиноксидазу путем обратимого сульфгидрильного окисления или необратимой протеолитической модификации.
ксантиноксидазой катализируются следующие химические реакции:
ксантин + H 2O2мочевая кислота + H 2O2ROH + 2 O 2 + 2 H.
гипоксантин (один атом кислорода)
ксантин (два атома кислорода)
мочевая кислота (три атома кислорода)
Поскольку ХО является Фермент, продуцирующий супероксид, с общей низкой специфичностью, он может сочетаться с другими соединениями и ферментами и создавать реактивные окислители, а также окислять другие субстраты.
Ксантиноксидаза крупного рогатого скота (из молока) первоначально считалась имеющей сайт связывания для восстановления цитохрома с, но было обнаружено, что механизм восстановления этого белка осуществляется через анион супероксида XO. побочный продукт с конкурентным ингибированием карбоангидразой.
Другой реакцией, катализируемой ксантиноксидазой, является разложение S-нитрозотиолов (RSNO), активных форм азота, до оксида азота (NO), который реагирует с супероксид-анионом, образуя образуют пероксинитрит в аэробных условиях.
ХО также было обнаружено, что он продуцирует сильный одноэлектронный окислитель-карбонат-радикал в результате окисления ацетальдегидом в присутствии каталазы и бикарбоната. Было высказано предположение, что карбонатный радикал, вероятно, образовался в одном из окислительно-восстановительных центров фермента с промежуточным пероксимонокарбонатом.
Вот диаграмма, показывающая пути, катализируемые ксантиноксидазой.
.
Предполагается, что ксантин-оксидоредуктаза, наряду с другими ферментами, участвует в превращении нитрата в нитрит в тканях млекопитающих.
Белок большой, имеет молекулярная масса 270 кДа, и имеет 2 молекулы флавина (связанные как FAD), 2 атома молибдена и 8 атомов железа, связанных на ферментативный Блок. Атомы молибдена содержатся в виде кофакторов молибдоптерина и являются активными центрами фермента. Атомы железа входят в состав кластеров [2Fe-2S] ферредоксина железо-сера и участвуют в реакциях переноса электрона.
Активный центр XO состоит из звена молибдоптерина с атомом молибдена, также координированным концевым кислородом (оксо ), атомами серы и концевым гидроксид. В реакции с ксантином с образованием мочевой кислоты атом кислорода переносится от молибдена к ксантину, в результате чего предполагается участие нескольких промежуточных соединений. Реформирование активного молибденового центра происходит при добавлении воды. Как и другие известные молибденсодержащие оксидоредуктазы, атом кислорода, введенный в субстрат посредством ХО, происходит из воды, а не из дикислорода (O2).
Ксантиноксидаза - это супероксид -продуцирующий фермент, обычно обнаруживаемый в сыворотке и легких, и его активность увеличивается в течение инфекция гриппа A.
При тяжелом поражении печени ксантиноксидаза выделяется в кровь, поэтому анализ крови на ХО - способ определить, повреждена ли печень.
Поскольку ксантиноксидаза является метаболическим путем образования мочевой кислоты, ингибитор ксантиноксидазы аллопуринол используется для лечения подагра. Поскольку ксантиноксидаза участвует в метаболизме 6-меркаптопурина, следует соблюдать осторожность перед одновременным назначением аллопуринола и 6-меркаптопурина или его пролекарства азатиоприна.
Ксантинурия - это редкое генетическое заболевание, при котором недостаток ксантиноксидазы приводит к высокой концентрации ксантина в крови и может вызвать проблемы со здоровьем, такие как почечная недостаточность. Специального лечения не существует, врачи рекомендуют пациентам избегать продуктов с высоким содержанием пурина и поддерживать высокий уровень потребления жидкости. Ксантинурия I типа напрямую связана с мутациями гена XDH, который опосредует активность ксантиноксидазы. Ксантинурия II типа может быть результатом нарушения механизма, который вводит серу в активные центры ксантиноксидазы и альдегидоксидазы, родственного фермента с некоторыми перекрывающимися действиями (например, преобразование аллопуринола к оксипуринол ).
Ингибирование ксантиноксидазы было предложено в качестве механизма улучшения здоровья сердечно-сосудистой системы. Исследование показало, что у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ ) наблюдалось снижение оксидативного стресса, включая Окисление глутатиона и перекисное окисление липидов, когда ксантиноксидаза подавлялась с помощью аллопуринола. Окислительный стресс может быть вызван гидроксильными свободными радикалами и перекисью водорода, которые являются побочными продуктами активности ХО.
Повышенная концентрация мочевой кислоты в сыворотке. исследуется в качестве индикатора сердечно-сосудистых факторов здоровья и используется для точного прогнозирования смертности, трансплантации сердца и многого другого у пациентов. Но неясно, может ли это быть прямым или случайная ассоциация или связь между концентрацией мочевой кислоты в сыворотке (и, косвенно, активностью ксантиноксидазы) и здоровьем сердечно-сосудистой системы. Состояния высокого клеточного обмена и прием алкоголя являются одними из наиболее ярких случаев высоких концентраций мочевой кислоты в сыворотке.
Было обнаружено, что активные формы азота, такие как пероксинитрит, который может образовывать ксантиноксидаза, вступают в реакцию с ДНК, белками, и клетки, вызывая клеточное повреждение или даже токсичность. Было обнаружено, что передача сигналов реактивного азота в сочетании с активными формами кислорода является центральной частью функции миокарда и сосудов, что объясняет, почему ксантиноксидаза исследуется на предмет связи со здоровьем сердечно-сосудистой системы.
И ксантиноксидаза, и ксантин оксидоредуктаза также присутствует в эпителии и эндотелии роговицы и может быть вовлечена в окислительное повреждение глаза.
Ингибиторы XO включают аллопуринол, оксипуринол и фитиновая кислота. Также было обнаружено, что он ингибируется флавоноидами, включая те, что обнаружены в листьях Bougainvillea Spectabilis Willd (Nyctaginaceae ) (с IC50 7,23 мкМ), обычно используется в народной медицине.
