Dehidrogenaze su enzimi uključeni u procese oksidacije. Javljaju se u ljudskom tijelu u različitim varijantama i kataliziraju, na primjer, razgradnju alkohol u jetra.
Što su dehidrogenaze?
Dehidrogenaze su specijalizirane enzimi. Ovi biokatalizatori ubrzavaju prirodnu oksidaciju supstrata. Tvar koja oksidira gubi elektrone. U biološkim reakcijama dehidrogenaze se dijele vodik anioni iz supstrata. Anioni su negativno nabijene čestice. U ovom slučaju, a vodik atom prihvaća elektron i tako dobiva negativni električni naboj. Stvarna reakcija odvija se na aktivnom mjestu enzima. Kada dehidrogenaza cijepi vodik aniona iz supstrata, kofaktori prihvaćaju elektrone i vodik. Kofaktori su molekule koji igraju pomoćnu ulogu u enzimskim procesima, ali nisu uključeni u samo cijepanje. Kofaktori dehidrogenaza uključuju nikotinamid adenin dinukleotid (NAD +) i flavin adenin dinukleotid (FAD). Za razliku od dehidrogenaza, dehidrataze se cjepaju voda molekule iz njihove podloge. Dehidrogenaze također mogu izazvati suprotnu reakciju, pridonoseći smanjenju, a ne oksidaciji. U redukciji, čestica prihvaća elektrone umjesto da ih donira. Biologija klasificira dehidrogenaze kao oksid-reduktaze. Ova vrsta enzima postoji u svakom živom organizmu.
Funkcija, radnja i zadaci
Dehidrogenaze tvore skupinu koja se sastoji od brojnih specijaliziranih enzimi. Pojedini enzimi imaju različite zadatke u ljudskom tijelu. Biologija dalje dijeli razne dehidrogenaze u podskupine. Na primjer, aldehid dehidrogenaze (ALDH) tvore skupinu dehidrogenaza koje se prvenstveno nalaze u jetra. U pravilu, ALDH je odgovoran samo za određenu podlogu i ne može sudjelovati u oksidaciji drugih podloga. Na primjer, ALDH1A1, -1A2 i -1A3 obrađuju mrežnicu koja se nalazi u vitamina. Međutim, postoje iznimke od ovog pravila: ALDH2, na primjer, može raditi s različitim podlogama i nije ograničen na jednu tvar. U jetra, dehidrogenaze se razgrađuju alkohol, Na primjer etanol. Oni na taj način sudjeluju u pročišćavanju krv, što je jedno od najvažnijih zadaci jetre, etanol molekula se prvo usidri na aktivno mjesto an alkohol hidrogenaza (DHA). Uz pomoć enzima, etanol oksidira razdvajanjem negativno nabijenog atoma vodika i oslobađanjem u njegov kofaktor NAD +: DHA na taj način pretvara etanol u acetaldehid. Acetaldehid ili etanal su otrovni i izazivaju brojne zdravlje prigovori. Uobičajeno hrana sadrži malo etanola, koji tijelo može brzo pretvoriti. Stoga su i količine etanala male. Acetaldehid zauzvrat daje supstrat za ALDH. ALDH katalizira pretvorbu acetaldehida u octena kiselina prije nego što se octena kiselina može dalje cijepati i razgraditi voda i ugljen dioksid. U ovom obliku, molekule potpuno su bezopasni.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Dehidrogenaze se uglavnom nalaze u tekućim dijelovima stanične plazme ili u mitohondriji. Ženska tijela proizvode manje DHA nego muška tijela. To pridonosi činjenici da su žene u prosjeku osjetljivije na alkohol. Točne razine različitih dehidrogenaza razlikuju se ne samo između različitih enzimskih skupina, već i između različitih pojedinaca i etničkih skupina. U istočnoj Aziji i među autohtonim narodima Amerike i Australije, razine ADH u prosjeku su niže nego na primjer kod Europljana. Ljudski genom ima 19 poznatih gena koji određuju ALDH. Ti su geni smješteni na dvanaestom kromosomu. Oni određuju slijed aminokiseline unutar proteinskih lanaca. Ovaj slijed zauzvrat određuje svojstva proteinskih struktura. Oblik dehidrogenaza, a time i njihova funkcija također ovisi o slijedu aminokiseline tijekom sinteze. Na primjer, ALDH2 se sastoji od 500 aminokiseline. U pravilu stanice sintetiziraju dehidrogenaze koje su im također potrebne kasnije; to eliminira potrebu za transportom tvari.
Bolesti i poremećaji
Kada se alkohol razgradi u ljudskom tijelu, acetaldehid nastaje kao međuprodukt. Tvar je otrovna; enzim ALDH stoga ga mora pretvoriti u octena kiselina što je prije moguće. Međutim, kod većih količina alkohola to obično nije u potpunosti uspješno. Nekoliko sati nakon konzumacije alkohola, stoga mamurluk ostaci. Medicina je naziva i veisalgijom. Tipični simptomi su glavobolja, malaksalost, osjećaj potapanja u želudac, povraćanje i gubitak apetita. Sposobnost koncentracije i reagiranja često je oslabljena. Koliko su ljudi osjetljivi na alkohol, između ostalog, ovisi o tome koliko dehidrogenaza proizvode stanice jetre. Dehidrogenaze također igraju ulogu u razvoju ili održavanju različitih bolesti. Masna aldehid dehidrogenaza (FALDH), na primjer, zauzima središnje mjesto u razvoju Sjögrenov sindrom. Osnovni simptomi sindroma su mentalni retardacija a progresivni spastični paraplegija. Spastičan paraplegija je neurodegenerativni poremećaj i karakterizira spastična paraliza u nogama. Sjögren-Larsson sindrom također uzrokuje rožnati sloj koža da postanu izraženiji i oblik jasno vidljiv kožne ljuske (ihtioza). Uz ova tri kardinalna simptoma, česti su i poremećaji mrežnice. Uzrok sindroma leži u genima koji kodiraju FALDH. Zbog mutacije, tijelo ne sintetizira pravilno enzimski kompleks koji sadrži FALDH. Kao rezultat, koncentracija masnih alkoholi i masne aldehidi u krv plazma se povećava.
