Lysylhydroksylaser representerer en gruppe på enzymer ansvarlig for hydroksylering av lysin rester i proteiner. Dermed deltar de hovedsakelig i dannelsen av bindevev. Forstyrrelser i funksjonen til lysylhydroksylaser manifesterer seg i slike sykdommer som skjørbuk eller arvelig Ehlers-Danlos syndrom.
Hva er lysylhydroksylaser?
Lysylhydroksylaser er enzymer hvis funksjon er å katalysere den posttranslasjonale modifiseringen av aminosyren lysin ved inkorporering av en hydroksylgruppe i hydroksyllysin. Dette styrker bindevev fordi proteinkjedene deres får muligheten til å tverrbinde seg videre via hydroksylgruppene. Human lysylhydroksylase består av 727 aminosyrer, blant andre. Lysylhydroksylaser tilhører også gruppen hydroksylaser, dvs. enzymer som generelt katalyserer inkorporering av hydroksylgrupper i molekyler. I tillegg til lysylhydroksylaser, prolylhydroksylaser, fenylalaninhydroksylase, tyrosinhydroksylase eller tryptofan hydroksylase tilhører også gruppen hydroksylaser eller oksidoreduktaser. Spesielt sammen med prolylhydroksylasene spiller lysylhydroksylasene en viktig rolle i funksjonen av bindevev. Begge enzymgruppene krever koenzymet vitamin C for deres funksjon.
Funksjon, handling og roller
Funksjonen til lysylhydroksylaser er utelukkende å katalysere inkorporering av hydroksylgrupper i lysin rester i et protein. I denne prosessen dannes aminosyren hydroksylamin fra lysin som en del av en posttranslasjonell modifisering. Selv om hydroksylamin også forekommer fritt, kan det ikke innlemmes i proteinet i denne formen. Post-translationell modifisering betyr altså den påfølgende konvertering av denne aminosyren etter at proteinet er blitt bygget. Med utveksling av en hydrogen atom for hydroksylgruppen, er en funksjonell gruppe innlemmet på dette punktet i proteinet som kan utføre brofunksjoner. Ved hjelp av hydroksylgruppen kan forskjellige proteinkjeder tverrbinde seg med hverandre. Dessuten, sukker molekyler kan binde seg til denne funksjonelle gruppen. Begge reaksjonene er blant annet veldig viktige i dannelsen av bindevev. Bindevevet omgir organismen og Indre organer. Den må være fast og stram for å kunne skille de funksjonelt forskjellige organene fra hverandre. Dette sikres av proteiner av bindevevet, som inneholder en høy andel av aminosyrer lysin og prolin. Etter innlemmelsen i proteinet, begge deler aminosyrer blir deretter delvis modifisert for dette formålet ved å få en hydroksylgruppe. Som allerede nevnt, i tilfelle prolin katalyseres denne reaksjonen av prolylhydroksylaser og i tilfelle av lysin av lysylhydroksylaser. Således, etter proteindannelse, gir disse modifikasjonsreaksjonene et nettverk av proteinkjeder som representerer tett bindevev. Uten funksjonen til begge enzymene ville det ikke være mulig å danne et funksjonelt bindevev i det hele tatt. Imidlertid fungerer begge enzymene bare ved hjelp av koenzym askorbinsyre, dvs. vitamin C. Derfor, når det gjelder strukturelt endrede enzymer på grunn av mutasjon eller mangel på vitamin C, kan opphopningen av bindevev forstyrres, noe som kan føre til alvorlige sykdommer.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale verdier
De gen PLOD1 er ansvarlig for kodingen av human lysylhydroksylase. Navnet PLOD1 er avledet fra navnet på lysylhydroksylase "procollagen lysin, 2-oxoglutarate-5-dioxygenase 1." Dette gen er lokalisert på kromosom 1. Siden det stadig produseres nytt bindevev, er det også et permanent behov for produksjon av lysylhydroksylaser. Derfor en mutasjon av dette gen kan være veldig følsom for Helse av organismen.
Sykdommer og lidelser
Forstyrrelser i funksjonen til lysylhydroksylaser spiller en spesielt viktig rolle i sykdommene skjørbuk og Ehlers-Danlos syndrom. Skjørbuk er kjent som en gammel sjømanns sykdom, som er forårsaket av en mangel på vitamin C. Vitamin C, også kjent som askorbinsyre, fungerer som et koenzym av lysylhydroksylaser og prolylhydroksylaser. Når det mangler, er amino syrer lysin og prolin kan ikke lenger hydroksyleres i bindevevsprotein. Siden det er en konstant bygging og nedbrytning av bindevev proteiner, kan proteinkjedene krysse mindre og mindre i løpet av perioden vitaminmangel. Bindevevet blir sløvt og kan ikke lenger utføre sin funksjon skikkelig. Et bredt spekter av symptomer oppstår, inkludert generell utmattelse, følsomhet for infeksjoner, blødning tannkjøtt, tanntap, dårlig helbredelse av sår, alvorlig hud problemer, muskelsvinn og mange andre Helse funksjonsnedsettelser. Skjørbuk kan til slutt føre til døden gjennom general hjerte svikt eller alvorlige infeksjoner. Gamle sjøfolk ble spesielt berørt fordi de ikke klarte å oppnå vitamin C under lange seilaser. Det er vist at sykdommen leges umiddelbart når visse matvarer som surkål gis. Det faktum at årsaken til sykdommen var vitamin C-mangel, ble ikke gjenkjent før senere. Imidlertid ble utbruddet av sjømannssjukbuen senere forhindret ved å mate sjømennene surkål. En annen sykdom, men en som bare delvis kan tilskrives en defekt i human lysylhydroksylase, er Ehlers-Danlos syndrom. Ehlers-Danlos syndrom er en samlebetegnelse for forskjellige arvelige bindevevssykdommer med forskjellige årsaker. Dette syndromet er preget av alvorlig bindevev svakhet. De hud er overbelastet og skjøter er hypermobile. I dette tilfellet utløser en genetisk endret lysylhydroksylase Ehlers-Danlos syndrom type VI. Ansvarlig for dette er et mutert gen kalt PLOD1, som ligger på kromosom 1. Det resulterende defekte enzymet er ikke lenger fullt funksjonelt og kan bare utilstrekkelig katalysere hydroksyleringsreaksjoner på lysin. EN bindevev svakhet utvikler seg med kjente symptomer, samt ytterligere involvering av øynene og Indre organer. Ehlers-Danlos syndrom type VI er autosomal recessiv.
