Hipoksantin je purinski envrijat i nalazi se u vezanom obliku kao nukleobaza i u slobodnom obliku, poput urina. Jednako je prisutan u žlijezdama i koštana srž. Kao produkt deaminacije adenina, hipoksantin se oksidira u mokraćne kiseline i ksantin. Rjeđe čini okosnicu nukleinske kiseline.
Što je hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaza?
Hipoksantin i gvanin stvaraju tetramerni enzim hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferazu. U tom kontekstu, tetrameri su makromolekule koje se sastoje od četiri slična gradivna bloka, točnije monomera. Enzim je jedan od najvažnijih u metabolizmu purina eukariota, osjetljivo reagira na gen promjene i kod ljudi mogu uzrokovati odstupanja kroz gensku mutaciju, koja se izražavaju u određenim metaboličkim bolestima. Takvi su, na primjer, Lesch-Nyhan i Kelley-Seegmiller sindromi.
Funkcija, učinci i uloge
Enzim hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaza povećava metabolizam purina i njegovu energetsku snagu. To se temelji na purinu baze, koji su nukleinske kiseline strukturno izveden iz purina. Takvi su ksantin, hipoksantin, adenin i gvanin, koji se vežu za druge baze by vodik obveznice. Takve veze imaju glavni utjecaj na dvostruku zavojnicu i replikaciju DNA i igraju ulogu u biosintezi proteina. Purin baze mogu reciklirati dva enzimi. Pored hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaze, ovo je i adenin fosforiboziltransferaza. Obje tvore nukleotid kroz fosforibozilni ostatak, koji je pak osnovni gradivni element nukleinske kiseline i u DNA i u RNA. Molekula se sastoji od šećer, baza i fosfat i regulira vitalne funkcije u stanicama. Tijekom montaže, ATP se sprema i mokraćne kiseline formacija je smanjena. Kada se purinske baze recikliraju, to se naziva putom spašavanja. Ovo je općeniti pojam za metaboličke putove u kojima sinteza biomolekula proizlazi iz proizvoda razgradnje. Ovdje organizam vrši endogeno recikliranje, pri čemu se oko devedeset posto baza purina reciklira, a deset posto zapravo izlučuje. To pokazuje učinkovitost reciklaže purinske baze i važnost hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaze.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne razine
Ako se sada pojave mutacije na HPRT-u gen, veličina i aminokiseline mogu se promijeniti. To može biti umetanje dodatnih DNA sekvenci ili nukleotida, što zauzvrat dovodi do pogrešne proizvodnje gen proizvod kodiran na dotičnom genu, ili čak brisanje cijele sekvence. Primjerice, ako je aminokiselinski slijed promijenjen, bolesti poput giht rezultirat će. Metaboličke bolesti poput Lesch-Nyhanovog sindroma posebno su ozbiljne kao posljedica defekta gena. To se nasljeđuje na x-vezani recesivni način, što znači da uglavnom pogađa muškarce koji imaju samo jedan X kromosom. U žena genetski defekt može biti prisutan, ali kao bolest izbija samo ako oboje X kromosomi su pogođeni, što je relativno rijetko. U većini slučajeva drugi X kromosom nadoknađuje kvar u prvom.
Bolesti i poremećaji
Sindrom se očituje nedostatkom hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaze. Zbog genetske mane enzim se ne proizvodi. Zbog mutacije i nedostatka recikliranja i pretvorbe baza gvanina i hipoksantina, dolazi do nakupljanja purinskih baza, koje tijelo mora više sakupljati i izlučivati. Razgradnja se događa putem međuprodukta ksantina, koji se pretvara u mokraćne kiseline a izlučuje se putem bubrega. Ako je ovaj postupak ograničen, kristali mokraćne kiseline stvaraju se u području zglobova, koji potom pokreću pojačane napade giht. Enzim se više ne proizvodi, razina mokraćne kiseline u tkivima i krv povećava, a središnja živčani sustav je poremećen. Pri rođenju Lesch-Nyhanov sindrom nije izravno vidljiv. Uočljivo je tek nakon desetak mjeseci noga prepoznatljiv položaj i djetetova tendencija da se malo kreće i mentalno sporije razvija. Sindrom se očituje u blagim i težim manifestacijama. Pojačano lučenje mokraćne kiseline i blago giht napadi su blažeg oblika; u teškim manifestacijama javljaju se samoozljede, teška mentalna oštećenja i agresija. Samoozljeđivanje se odvija kroz prst or usna ugrizi.U slučaju ugriza ekstremiteta, često se opaža da pogođene osobe ograničavaju svoju autoagresiju samo na jednu ruku. Agresija je pak posebno često usmjerena na bliske osobe poput braće i sestara ili roditelja. Najtežu manifestaciju bolesti karakteriziraju višestruke neurološke disfunkcije i vrlo izražena tendencija samo-sakaćenja. Sindrom se manifestira kao spastičnost, distonija, hipotonija, koreoatetoza i povećana refleksivnost. Mentalne karakteristike i razvoj ozbiljno su oštećeni. U posebno drastičnoj mjeri, sindrom također može dovesti do smrti u ovome stanje. Bolest se dijagnosticira medicinskom slikom. Razina mokraćne kiseline u mokraći i krv mjeri se, kao i aktivnost hipoksantin-gvanin fosforiboziltransferaze u tkivima i krvi. Potonji je ozbiljno smanjen i može biti prisutan i prenatalno. Terapija bolesti je teško. Ne postoji lijek i bez liječenja dijete će umrijeti u prvim godinama života. U nekim slučajevima, mliječni zubi moraju se izvaditi kao preventivna mjera. Ostali terapijski pristupi uključuju smanjenje razine mokraćne kiseline s droge kao što alopurinol, koji djeluje kao inhibitor gihta. Iako ovo ne reciklira purinske baze, poboljšava razgradnju mokraćne kiseline. Isto tako, odgovarajući poremećaji, infekcije i oštećenje živaca se liječe i posebna dijeta savjetuje se koje uglavnom izbjegava meso i ima malo purina. Istraživanje se također provodi na području psihosomatskih popratnih spojeva kroz duboko mozak stimulacija. Medicina se nada da će to spriječiti agresiju i samoosakaćivanje. Kelley-Seegmillerov sindrom je pak najblaži oblik nedostatka hipoksantin-gvanin-fosforiboziltransferaze. I ovdje se stvara previše mokraćne kiseline, što dovodi do preranog gihta. Prvi znakovi sindroma su narančasti kristali na djetetovoj peleni, infekcije mokraćnog sustava i urolitijaza. Tijekom puberteta, gihta ili akutnog artritis zatim se razvija. Mentalna nerazvijenost i samonapadi, kao što se vidi kod Lesch-Nyhanovog sindroma, nisu slučaj; najviše se mogu pojaviti deficiti pažnje. Rano liječenje obično omogućuje pogođenim osobama da žive normalno očekivano trajanje života.
