Lizil hidroksilazlar

Lizil hidroksilazlar proteinler içindeki lizin kalıntılarının hidroksilasyonundan sorumlu olan bir enzim grubunu temsil eder. Bu nedenle esas olarak bağ dokusunun yapısına katkıda bulunurlar. Lizil hidroksilazların işlevindeki bozukluklar, iskorbüt hastalığı veya kalıtsal Ehlers-Danlos sendromu gibi hastalıklarda ifade edilir.

Lizil hidroksilaz nedir?

Lizil hidroksilazlar, görevi, bir hidroksil grubunu hidroksil lizine dahil ederek amino asit lizinin translasyon sonrası modifikasyonunu katalize etmek olan enzimlerdir. Bu, bağ dokusunu güçlendirir çünkü protein zincirlerine hidroksil grupları aracılığıyla daha fazla ağ kurma fırsatı verilir.

İnsan lizil hidroksilazı 727 amino asitten oluşur. Lizil hidroksilazlar ayrıca hidroksilazlar grubuna, yani genellikle hidroksil gruplarının moleküllere dahil edilmesini katalize eden enzimler grubuna aittir. Lizil hidroksilazlara ek olarak, hidroksilazlar veya oksidoredüktazlar ayrıca prolil hidroksilazlar, fenilalanin hidroksilaz, tirosin hidroksilaz veya triptofan hidroksilazı içerir. Özellikle prolil hidroksilazlarla birlikte lizil hidroksilazlar, bağ dokusunun işlevinde önemli bir rol oynar. Her iki enzim grubu da işlevleri için koenzim C vitamini gerektirir.

İşlev, efekt ve görevler

Lizil hidroksilazların işlevi, yalnızca hidroksil gruplarının bir protein içindeki lizin kalıntılarına dahil edilmesini katalize etmekten oluşur. Translasyon sonrası bir modifikasyon sırasında, amino asit hidroksilamin, lizinden oluşur.

Hidroksilamin de serbest olmasına rağmen, bu formda proteine ​​dahil edilemez. Bu nedenle, post-translasyonel modifikasyon, protein oluşturulduktan sonra bu amino asidin müteakip dönüşümü anlamına gelir. Hidroksil grubu için bir hidrojen atomu değiştirildiğinde, bu noktada proteine ​​köprüleme işlevlerini yerine getirebilen bir fonksiyonel grup oluşturulur. Hidroksil grubunun yardımıyla farklı protein zincirleri birbirine bağlanabilir. Ayrıca şeker molekülleri bu fonksiyonel gruba bağlanabilir. Her iki reaksiyon da diğer şeylerin yanı sıra bağ dokusunun gelişiminde çok önemlidir.

Bağ dokusu, organizmayı ve iç organları çevreler. İşlevsel olarak farklı organları ayırt edebilmek için sağlam ve gergin olması gerekir. Bu, yüksek oranda lizin ve prolin amino asitleri içeren bağ dokusu proteinleri tarafından sağlanır.Bu amaçla, her iki amino asit daha sonra bir hidroksil grubu eklenerek proteine ​​dahil edildikten sonra kısmen modifiye edilir. Daha önce belirtildiği gibi, prolin ile bu reaksiyon, prolil hidroksilazlar ve lisin ile lizil hidroksilazlar tarafından katalize edilir. Protein oluşumundan sonra, bu modifikasyon reaksiyonları, sıkı bağ dokusunu temsil eden bir protein zincirleri ağı oluşturur.

Her iki enzimin işlevi olmasaydı, işlevsel bağ dokusunun gelişimi hiç mümkün olamazdı. Bununla birlikte, her iki enzim de sadece koenzim askorbik asit, yani C vitamini yardımı ile çalışır.

Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler

PLOD1 geni, insan lizil hidroksilazı kodlamaktan sorumludur. PLOD1 adı, lizil hidroksilaz "Prokollagen-Lysin, 2-Oxoglutarat-5-Dixygenase 1" adından türetilmiştir. Bu gen, kromozom 1'de bulunur. Sürekli olarak yeni bağ dokusu üretildiğinden, lizil hidroksilazların üretimine de kalıcı bir ihtiyaç vardır. Bu genin bir mutasyonunun bu nedenle organizmanın sağlığı için çok ciddi sonuçları olabilir.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Lizil hidroksilazların işlevindeki bozukluklar, iskorbüt hastalığı ve Ehlers-Danlos sendromunda özellikle önemli bir rol oynar. İskorbüt, C vitamini eksikliğinden kaynaklanan eski bir denizcilik hastalığı olarak bilinir. Askorbik asit olarak da bilinen C vitamini, lisil hidroksilazların ve prolil hidroksilazların bir koenzimi olarak işlev görür. Eksikse, bağ dokusu proteinindeki amino asitler lizin ve prolin artık hidroksile edilemez.

Bağ dokusu proteinlerinde sürekli bir birikim ve bozulma olduğu için, protein zincirleri vitamin eksikliği döneminde giderek daha az ağ kurabilir. Bağ dokusu gevşer ve artık işlevini tam olarak yerine getiremez. Genel yorgunluk, enfeksiyona yatkınlık, diş eti kanaması, diş kaybı, yaraların zayıf iyileşmesi, ciddi cilt sorunları, kas kaybı ve diğer birçok sağlık bozukluğu dahil olmak üzere çeşitli semptomlar ortaya çıkar. İskorbüt, sonuçta genel kalp yetmezliği veya ciddi enfeksiyonlardan ölüme yol açabilir. Eski denizciler, denizde uzun yolculuklar sırasında yeterince C vitamini alamadıkları için özellikle etkilendiler.

Lahana turşusu gibi bazı yiyecekler verildiğinde hastalığın hemen iyileştiği gösterilmiştir. Ancak daha sonra hastalığın nedeninin C vitamini eksikliği olduğu anlaşıldı. Denizci hastalığı iskorbütünün salgını, daha sonra denizcilere lahana turşusu beslenerek önlendi. Kısmen insan lizil hidroksilazındaki bir kusura atfedilebilecek başka bir hastalık, Ehlers-Danlos sendromudur. Ehlers-Danlos sendromu, farklı nedenleri olan çeşitli kalıtsal bağ dokusu hastalıkları için kullanılan toplu bir terimdir. Bu sendrom, şiddetli bağ dokusu zayıflığı ile karakterizedir.

Deri aşırı gerilebilir ve eklemler aşırı hareketlidir. Genetiği değiştirilmiş bir lizil hidroksilaz, Ehlers-Danlos sendromu tip VI'yı tetikler. Bundan kromozom 1'de bulunan PLOD1 adlı mutasyona uğramış bir gen sorumludur. Bundan oluşan kusurlu enzim artık tam olarak işlevsel değildir ve lizin üzerindeki hidroksilasyon reaksiyonlarını sadece yetersiz bir şekilde katalize edebilir. Bilinen semptomların yanı sıra gözlerin ve iç organların ek tutulumu ile zayıf bir bağ dokusu gelişir. Tip VI Ehlers-Danlos sendromu, otozomal resesif bir özellik olarak kalıtsal olabilir.