Lizilhidroksilaze predstavljaju skupinu od enzimi odgovoran za hidroksilaciju lizin ostaci unutar proteini. Dakle, oni uglavnom sudjeluju u formiranju vezivno tkivo. Poremećaji u funkciji lizilhidroksilaza očituju se u bolestima poput skorbuta ili nasljednih Ehlers-Danlosov sindrom.
Što su lizilhidroksilaze?
Lizilhidroksilaze su enzimi čija je funkcija katalizirati posttranslacijsku modifikaciju aminokiseline lizin ugradnjom hidroksilne skupine u hidroksilizin. To jača vezivno tkivo jer se njihovim proteinskim lancima pruža mogućnost daljnjeg umrežavanja preko hidroksilnih skupina. Ljudska lizilhidroksilaza sastoji se od 727 aminokiseline, između ostalih. Lizilhidroksilaze također pripadaju skupini hidroksilaza, tj enzimi koji općenito kataliziraju ugradnju hidroksilnih skupina u molekule. Tako su uz lizilhidroksilaze, prolilhidroksilaze, fenilalanin hidroksilaza, tirozin hidroksilaza ili triptofan hidroksilaza također pripada skupini hidroksilaza ili oksidoreduktaza. Osobito zajedno s prolil hidroksilazama, lizil hidroksilaze igraju važnu ulogu u funkciji vezivno tkivo. Obje enzimske skupine zahtijevaju koenzim Vitamin C zbog njihove funkcije.
Funkcija, radnja i uloge
Funkcija lizilhidroksilaza isključivo je da kataliziraju ugradnju hidroksilnih skupina u lizin ostaci unutar proteina. U ovom procesu aminokiselina hidroksilamin nastaje iz lizina kao dio posttranslacijske modifikacije. Iako se hidroksilamin također javlja slobodno, on se ne može ugraditi u protein u ovom obliku. Post-translacijska modifikacija tako znači naknadnu pretvorbu ove aminokiseline nakon što je protein izgrađen. Razmjenom a vodik atoma za hidroksilnu skupinu, funkcionalna skupina je u ovom trenutku ugrađena u protein koji može obavljati premošćujuće funkcije. Uz pomoć hidroksilne skupine, različiti lanci proteina mogu se međusobno umrežavati. Nadalje, šećer molekule mogu se vezati za ovu funkcionalnu skupinu. Obje reakcije su, između ostalog, vrlo važne za stvaranje vezivnog tkiva. Vezivno tkivo okružuje organizam i unutarnji organi. Mora biti čvrsto i zategnuto kako bi mogli međusobno funkcionalno različite organe razdvajati. To osigurava proteini vezivnog tkiva, koji sadrže visok postotak aminokiseline lizin i prolin. Nakon ugradnje u protein, oboje aminokiseline se u tu svrhu naknadno djelomično modificiraju dobivanjem hidroksilne skupine. Kao što je već spomenuto, u slučaju prolina ovu reakciju kataliziraju prolil hidroksilaze, a u slučaju lizina lizil hidroksilaze. Dakle, nakon stvaranja proteina, ove reakcije modifikacije pružaju mrežu proteinskih lanaca koji predstavljaju čvrsto vezivno tkivo. Bez funkcije oba enzima, stvaranje funkcionalnog vezivnog tkiva uopće ne bi bilo moguće. Međutim, oba enzima funkcioniraju samo uz pomoć koenzima askorbinske kiseline, tj Vitamin C. Stoga, u slučaju strukturno promijenjenih enzima zbog mutacije ili nedostatka Vitamin C, nakupljanje vezivnog tkiva može biti poremećeno, što dovodi do ozbiljnih bolesti.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Korištenje električnih romobila ističe gen PLOD1 je odgovoran za kodiranje humane lizilhidroksilaze. Naziv PLOD1 izveden je iz naziva lizilhidroksilaze “prokolagen lizin, 2-oksoglutarat-5-dioksigenaza 1.” Ovaj gen nalazi se na kromosomu 1. Budući da se stalno stvara novo vezivno tkivo, postoji i trajna potreba za proizvodnjom lizilhidroksilaza. Stoga, mutacija ovoga gen može biti vrlo posljedično za zdravlje organizma.
Bolesti i poremećaji
Poremećaji u funkciji lizilhidroksilaza imaju posebno važnu ulogu u bolestima skorbutu i Ehlers-Danlosov sindrom. Skurbut je poznat kao drevna pomorska bolest, koja je uzrokovana nedostatkom vitamin C. Vitamin C, poznat i kao askorbinska kiselina, djeluje kao koenzim lizilhidroksilaza i prolilhidroksilaza. Kad nedostaje, amino kiseline lizin i prolin više ne mogu biti hidroksilirani u proteinima vezivnog tkiva. Budući da se neprestano gradi i razgrađuje vezivno tkivo proteini, proteinski lanci mogu se sve manje i više umrežavati tijekom razdoblja nedostatak vitamina. Vezivno tkivo postaje mlitavo i više ne može pravilno ispunjavati svoju funkciju. Pojavljuje se širok raspon simptoma, uključujući opću iscrpljenost, osjetljivost na infekcije, krvarenje desni, gubitak zuba, loše zacjeljivanje rane, ozbiljan koža problemi, gubitak mišića i mnogi drugi zdravlje oštećenja. Skorbut na kraju može dovesti do smrti kroz opće srce neuspjeh ili ozbiljne infekcije. Drevni pomorci bili su posebno pogođeni jer nisu mogli doći vitamin C tijekom dugih plovidbi morem. Pokazalo se da bolest zarasta odmah kada se daju određene namirnice poput kiselog kupusa. Činjenica da je uzrok bolesti nedostatak vitamina C prepoznata je tek kasnije. Međutim, izbijanje pomorca, skorbuta, spriječeno je kasnije sprečavanjem hranjenja mornara kiselim kupusom. Druga bolest, ali koja se samo djelomično može pripisati nedostatku u ljudskoj lizilhidroksilazi, je Ehlers-Danlosov sindrom. Ehlers-Danlosov sindrom skupni je pojam za različite nasljedne bolesti vezivnog tkiva s različitim uzrocima. Ovaj sindrom karakterizira ozbiljan slabost vezivnog tkiva, koža je prenapregnut i zglobova su hipermobilni. U ovom slučaju, genetski promijenjena lizilhidroksilaza pokreće Ehlers-Danlosov sindrom tipa VI. Za to je odgovoran mutirani gen zvan PLOD1, koji se nalazi na kromosomu 1. Rezultirajući defektni enzim više nije u potpunosti funkcionalan i može samo nedovoljno katalizirati reakcije hidroksilacije na lizinu. A slabost vezivnog tkiva razvija se s poznatim simptomima, kao i dodatnim zahvaćanjem očiju i unutarnji organi. Ehlers-Danlosov sindrom tip VI je autosomno recesivan.
