Lysylhydroxylasen vertegenwoordigen een groep van enzymen verantwoordelijk voor de hydroxylering van lysine residuen binnen eiwitten Ze nemen dus vooral deel aan de vorming van bindweefsel Stoornissen in de functie van lysylhydroxylasen manifesteren zich bij ziekten zoals scheurbuik of erfelijke Ehlers-Danlos syndroom.
Wat zijn lysylhydroxylasen?
Lysylhydroxylasen zijn enzymen waarvan de functie is om de posttranslationele modificatie van het aminozuur te katalyseren lysine door opname van een hydroxylgroep in hydroxyllysine. Dit versterkt het bindweefsel omdat hun eiwitketens de kans krijgen om verder te verknopen via de hydroxylgroepen. Humaan lysylhydroxylase bestaat uit 727 aminozuren, onder andere. Lysylhydroxylasen behoren ook tot de groep van hydroxylasen, dwz enzymen die in het algemeen de opname van hydroxylgroepen in moleculen Dus naast lysylhydroxylase, prolylhydroxylase, fenylalaninehydroxylase, tyrosinehydroxylase of tryptofaan hydroxylase behoort ook tot de groep van hydroxylasen of oxidoreductasen. Vooral samen met de prolylhydroxylasen spelen de lysylhydroxylasen een belangrijke rol in de functie van bindweefsel Beide enzymgroepen hebben het co-enzym nodig vitamine C voor hun functie.
Functie, actie en rollen
De functie van lysylhydroxylasen is uitsluitend het katalyseren van de opname van hydroxylgroepen in lysine residuen in een eiwit. In dit proces wordt het aminozuur hydroxylamine gevormd uit lysine als onderdeel van een posttranslationele modificatie. Hoewel hydroxylamine ook vrijelijk voorkomt, kan het in deze vorm niet in het eiwit worden opgenomen. Posttranslationele modificatie betekent dus de daaropvolgende omzetting van dit aminozuur nadat het eiwit is opgebouwd. Met de uitwisseling van een waterstof atoom voor de hydroxylgroep, wordt op dit punt in het eiwit een functionele groep opgenomen die overbruggende functies kan vervullen. Met behulp van de hydroxylgroep kunnen verschillende eiwitketens met elkaar verknopen. Verder suiker moleculen kan binden aan deze functionele groep. Beide reacties zijn onder meer erg belangrijk bij de vorming van bindweefsel. Het bindweefsel omringt het organisme en de interne organen Het moet stevig en strak zijn om de functioneel verschillende organen van elkaar te kunnen scheiden. Dit wordt verzekerd door de eiwitten van het bindweefsel, die een hoog percentage van de bevatten aminozuren lysine en proline. Na hun opname in het eiwit, beide aminozuren worden vervolgens gedeeltelijk gemodificeerd voor dit doel door een hydroxylgroep te krijgen. Zoals reeds vermeld, wordt deze reactie in het geval van proline gekatalyseerd door prolylhydroxylasen en in het geval van lysine door lysylhydroxylasen. Na eiwitvorming vormen deze modificatiereacties dus een netwerk van eiwitketens die strak bindweefsel vertegenwoordigen. Zonder de functie van beide enzymen zou de vorming van een functioneel bindweefsel helemaal niet mogelijk zijn. Beide enzymen werken echter alleen met behulp van het co-enzym ascorbinezuur, dat wil zeggen vitamine C Daarom, in het geval van structureel veranderde enzymen als gevolg van mutatie of een tekort aan vitamine Ckan de opbouw van bindweefsel worden verstoord, wat kan leiden tot ernstige ziekten.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
De gen PLOD1 is verantwoordelijk voor de codering van menselijk lysylhydroxylase. De naam PLOD1 is afgeleid van de naam van het lysylhydroxylase "procollageen lysine, 2-oxoglutaraat-5-dioxygenase 1". Dit gen bevindt zich op chromosoom 1. Aangezien er constant nieuw bindweefsel wordt aangemaakt, is er ook een permanente behoefte aan de aanmaak van lysylhydroxylasen. Daarom een mutatie hiervan gen kan zeer consequent zijn voor de volksgezondheid van het organisme.
Ziekten en aandoeningen
Stoornissen in de functie van lysylhydroxylasen spelen een bijzonder belangrijke rol bij de ziekten scheurbuik en Ehlers-Danlos syndroom Scheurbuik staat bekend als een oude zeevarende ziekte, die wordt veroorzaakt door een tekort aan vitamine C. Vitamine C, ook bekend als ascorbinezuur, werkt als een co-enzym van lysylhydroxylasen en prolylhydroxylasen. Als het ontbreekt, wordt de amino zuren lysine en proline kunnen niet langer worden gehydroxyleerd in bindweefseleiwit. Omdat er een constante opbouw en afbraak van bindweefsel is eiwittenkunnen de eiwitketens gedurende de periode van vitaminegebrek Het bindweefsel wordt slap en kan zijn functie niet meer goed vervullen.Er treedt een breed scala aan symptomen op, waaronder algemene uitputting, vatbaarheid voor infecties, bloeding tandvlees, tandverlies, slechte genezing van wonden, erge, ernstige huid problemen, spierverspilling en vele andere volksgezondheid bijzondere waardeverminderingen. Scheurbuik kan uiteindelijk leiden dood door generaal hart- falen of ernstige infecties. Vooral zeelieden uit de oudheid werden getroffen omdat ze niet in staat waren om te verkrijgen vitamine C tijdens lange reizen op zee. Het is aangetoond dat de ziekte onmiddellijk geneest wanneer bepaalde voedingsmiddelen zoals zuurkool worden gegeven. Dat de oorzaak van de ziekte een vitamine C-tekort was, werd pas later onderkend. De uitbraak van de zeevarende scheurbuik werd later echter voorkomen door de zeelieden zuurkool te voeren. Een andere ziekte, maar een die slechts gedeeltelijk kan worden toegeschreven aan een defect in menselijk lysylhydroxylase, is Ehlers-Danlos syndroom Ehlers-Danlos-syndroom is een verzamelnaam voor verschillende erfelijke bindweefselaandoeningen met verschillende oorzaken. Dit syndroom wordt gekenmerkt door ernstig zwakte van het bindweefsel. De huid is overbelast en de gewrichten zijn hypermobiel. In dit geval veroorzaakt een genetisch veranderd lysylhydroxylase het Ehlers-Danlos-syndroom type VI. Verantwoordelijk hiervoor is een gemuteerd gen genaamd PLOD1, dat zich op chromosoom 1 bevindt. Het resulterende defecte enzym is niet langer volledig functioneel en kan alleen onvoldoende hydroxyleringsreacties op lysine katalyseren. EEN zwakte van het bindweefsel ontwikkelt zich met de bekende symptomen en met extra betrokkenheid van de ogen en interne organen Syndroom van Ehlers-Danlos type VI is autosomaal recessief.
