Dehydrogenases zijn enzymen betrokken bij oxidatieprocessen. Ze komen in verschillende varianten in het menselijk lichaam voor en katalyseren bijvoorbeeld de afbraak van alcohol in de lever.
Wat zijn dehydrogenases?
Dehydrogenases zijn gespecialiseerd enzymen Deze biokatalysatoren versnellen de natuurlijke oxidatie van substraten. Een stof die oxideert, verliest elektronen. Bij biologische reacties splitsen dehydrogenasen zich waterstof anionen van een substraat. Anionen zijn negatief geladen deeltjes. In dit geval is een waterstof atoom accepteert een elektron en krijgt zo een negatieve elektrische lading. De eigenlijke reactie vindt plaats op de actieve plaats van het enzym. Wanneer de dehydrogenase de waterstof anion van een substraat, cofactoren accepteren de elektronen en waterstof. Cofactoren zijn moleculen die een helpende rol spelen bij enzymatische processen, maar niet betrokken zijn bij de splitsing zelf. De cofactoren van dehydrogenases omvatten nicotinamide-adenine-dinucleotide (NAD +) en flavine-adenine-dinucleotide (FAD). In tegenstelling tot dehydrogenasen, splitsen dehydratasen in hun geheel water moleculen van hun substraat. Dehydrogenases kunnen ook de tegenovergestelde reactie veroorzaken en bijdragen aan reductie in plaats van oxidatie. Bij reductie accepteert een deeltje elektronen in plaats van ze te doneren. Biologie classificeert dehydrogenases als oxide reductases. Dit type enzym komt in elk levend organisme voor.
Functie, actie en taken
Dehydrogenases vormen een groep die is samengesteld uit talrijke gespecialiseerde enzymen De individuele enzymen hebben verschillende taken in het menselijk lichaam. Biologie verdeelt de verschillende dehydrogenases verder in subgroepen. Aldehyde dehydrogenases (ALDH) vormen bijvoorbeeld een groep dehydrogenases die voornamelijk in de lever Een ALDH is in de regel alleen verantwoordelijk voor een specifiek substraat en kan niet deelnemen aan de oxidatie van andere substraten. ALDH1A1, -1A2 en -1A3, bijvoorbeeld, verwerken retinale, die wordt aangetroffen in vitamine A Er zijn echter uitzonderingen op deze regel: ALDH2 kan bijvoorbeeld met verschillende substraten werken en is niet beperkt tot één stof. In de lever, dehydrogenases worden afgebroken alcoholBijvoorbeeld ethanol Ze nemen daarbij deel aan de zuivering van bloed, wat een van de belangrijkste is taken van de lever. De ethanol -molecuul dokt eerst op de actieve site van een alcohol waterstofase (ADH Met behulp van het enzym, de ethanol oxideert door het negatief geladen waterstofatoom af te splitsen en het vrij te geven aan zijn cofactor NAD +: ADH zet op deze manier ethanol om in aceetaldehyde. Acetaldehyde of ethanal is giftig en veroorzaakt een aantal volksgezondheid klachten. Voeding bevat normaal gesproken weinig ethanol, dat het lichaam snel kan omzetten. Daarom zijn de hoeveelheden ethanal ook klein. Acetaldehyde vormt op zijn beurt het substraat voor ALDH. ALDH katalyseert de omzetting van aceetaldehyde in azijnzuur voordat het azijnzuur verder kan worden gesplitst en afgebroken water en carbon dioxide. In dit formulier is het moleculen zijn volkomen onschadelijk.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
De dehydrogenases worden meestal aangetroffen in de vloeibare delen van het celplasma of in de mitochondria Vrouwenlichamen produceren minder ADH dan mannenlichamen. Dit draagt eraan bij dat vrouwen gemiddeld gevoeliger zijn voor alcohol. De exacte niveaus van de verschillende dehydrogenases variëren niet alleen tussen verschillende enzymgroepen, maar ook tussen verschillende individuen en etnische groepen. In Oost-Azië en onder de inheemse volkeren van Amerika en Australië zijn de ADH-niveaus gemiddeld lager dan bijvoorbeeld onder Europeanen. Het menselijk genoom heeft 19 bekende genen die ALDH bepalen. Deze genen bevinden zich op het twaalfde chromosoom. Ze bepalen de volgorde van aminozuren binnen eiwitketens. Deze volgorde bepaalt op zijn beurt de eigenschappen van eiwitstructuren. De vorm van de dehydrogenases en dus hun functie hangt ook af van de volgorde van aminozuren tijdens synthese. ALDH2 bestaat bijvoorbeeld uit 500 aminozuren In de regel maken cellen dehydrogenasen aan die ze later ook nodig hebben; dit elimineert de noodzaak om de stoffen te vervoeren.
Ziekten en aandoeningen
Wanneer alcohol in het menselijk lichaam wordt afgebroken, wordt aceetaldehyde gevormd als tussenproduct. De stof is giftig; het enzym ALDH moet het daarom omzetten in azijnzuur zo snel mogelijk. Bij grotere hoeveelheden alcohol lukt dit echter meestal niet helemaal. Een paar uur na alcoholconsumptie daarom de kater stoffelijk overschot. De geneeskunde noemt het ook wel veisalgie. Typische symptomen zijn hoofdpijn, malaise, een zinkend gevoel in de maag, braken en verlies van eetlust Het concentratievermogen en het reactievermogen zijn vaak verminderd. Hoe gevoelig mensen zijn voor alcohol, hangt onder meer af van hoeveel dehydrogenases de levercellen produceren. Dehydrogenases spelen ook een rol bij de ontwikkeling of instandhouding van verschillende ziekten. Zo neemt vetaldehyde dehydrogenase (FALDH) een centrale positie in bij de ontwikkeling van Syndroom van Sjogren De belangrijkste symptomen van het syndroom zijn mentaal vertraging en progressief spastisch paraplegie Spastisch paraplegie is een neurodegeneratieve aandoening en wordt gekenmerkt door spastische verlamming van de benen. Het syndroom van Sjögren-Larsson veroorzaakt ook de hoornlaag van de huid om meer uitgesproken te worden en duidelijk zichtbaar te worden huidschubben (ichthyose Naast deze drie hoofdsymptomen komen aandoeningen van het netvlies vaak voor. De oorzaak van het syndroom ligt in de genen die voor FALDH coderen. Door een mutatie synthetiseert het lichaam het enzymcomplex dat FALDH bevat niet correct. Als gevolg hiervan is het concentratie van vet alcoholen en vet aldehyden in de bloed plasma stijgt.
