Lysylhydroxylases đại diện cho một nhóm enzyme chịu trách nhiệm cho quá trình hydroxyl hóa của lysine dư lượng bên trong protein. Do đó, chúng chủ yếu tham gia vào việc hình thành mô liên kết. Rối loạn chức năng của lysylhydroxylase tự biểu hiện trong các bệnh như bệnh còi hoặc di truyền Hội chứng Ehlers-Danlos.
Lysylhydroxylases là gì?
Lysylhydroxylases là enzyme có chức năng xúc tác quá trình biến đổi sau chuyển dịch của axit amin lysine bằng cách kết hợp nhóm hydroxyl vào hydroxyllysine. Điều này củng cố mô liên kết bởi vì các chuỗi protein của chúng có cơ hội liên kết chéo xa hơn thông qua các nhóm hydroxyl. Lysylhydroxylase của người bao gồm 727 amino axit, trong số những người khác. Lysylhydroxylases cũng thuộc nhóm hydroxylases, tức là enzyme thường xúc tác cho việc kết hợp các nhóm hydroxyl vào phân tử. Do đó, ngoài lysylhydroxylase, prolylhydroxylases, phenylalanine hydroxylase, tyrosine hydroxylase hoặc tryptophan hydroxylase cũng thuộc nhóm hydroxylases hoặc oxidoreductases. Đặc biệt cùng với các hydroxylase prolyl, các lysyl hydroxylase đóng một vai trò quan trọng trong chức năng của mô liên kết. Cả hai nhóm enzyme đều yêu cầu coenzyme vitamin C cho chức năng của chúng.
Chức năng, hành động và vai trò
Chức năng của lysylhydroxylase chỉ là xúc tác cho việc kết hợp các nhóm hydroxyl vào lysine dư lượng trong một protein. Trong quá trình này, axit amin hydroxylamine được hình thành từ lysine như một phần của quá trình sửa đổi sau chuyển dịch. Mặc dù hydroxylamine cũng xuất hiện tự do, nhưng nó không thể kết hợp vào protein ở dạng này. Do đó, sự biến đổi sau dịch mã có nghĩa là sự chuyển đổi tiếp theo của axit amin này sau khi protein đã được xây dựng. Với sự trao đổi của một khinh khí nguyên tử cho nhóm hydroxyl, một nhóm chức được kết hợp vào thời điểm này trong protein có thể thực hiện chức năng bắc cầu. Với sự trợ giúp của nhóm hydroxyl, các chuỗi protein khác nhau có thể liên kết chéo với nhau. Hơn nữa, đường phân tử có thể liên kết với nhóm chức năng này. Cả hai phản ứng đều rất quan trọng trong việc hình thành các mô liên kết. Mô liên kết bao quanh sinh vật và Nội tạng. Nó phải chắc chắn và căng để có thể tách các cơ quan chức năng khác nhau ra khỏi nhau. Điều này được đảm bảo bởi protein của mô liên kết, chứa một tỷ lệ phần trăm cao amino axit lysine và proline. Sau khi kết hợp chúng vào protein, cả hai amino axit sau đó được sửa đổi một phần cho mục đích này bằng cách tạo ra một nhóm hydroxyl. Như đã đề cập, trong trường hợp proline, phản ứng này được xúc tác bởi prolyl hydroxylase và trong trường hợp lysine bởi lysyl hydroxylases. Do đó, sau khi hình thành protein, các phản ứng biến đổi này cung cấp một mạng lưới các chuỗi protein đại diện cho mô liên kết chặt chẽ. Nếu không có chức năng của cả hai enzym, việc hình thành mô liên kết chức năng sẽ không thể thực hiện được. Tuy nhiên, cả hai enzyme chỉ hoạt động với sự trợ giúp của axit ascorbic coenzyme, tức là vitamin C. Do đó, trong trường hợp các enzym bị thay đổi cấu trúc do đột biến hoặc do thiếu hụt vitamin C, sự tích tụ của các mô liên kết có thể bị rối loạn, dẫn đến các bệnh nghiêm trọng.
Sự hình thành, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu
Sản phẩm gen PLOD1 chịu trách nhiệm mã hóa lysylhydroxylase của con người. Tên PLOD1 có nguồn gốc từ tên của lysylhydroxylase “procollagen lysine, 2-oxoglutarate-5-dioxygenase 1.” Điều này gen nằm trên nhiễm sắc thể số 1. Vì mô liên kết mới được sản xuất liên tục nên cũng có nhu cầu thường xuyên để sản xuất lysylhydroxylase. Do đó, một đột biến của điều này gen có thể rất hậu quả cho sức khỏe của sinh vật.
Bệnh tật và rối loạn
Rối loạn chức năng của lysylhydroxylase đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong bệnh scorbut và Hội chứng Ehlers-Danlos. Scorbut được biết đến như một căn bệnh của người đi biển cổ xưa, gây ra bởi sự thiếu hụt vitamin C. Vitamin C, còn được gọi là axit ascorbic, hoạt động như một coenzyme của lysylhydroxylases và prolylhydroxylases. Khi thiếu, amino axit lysine và proline không còn có thể được hydroxyl hóa trong protein mô liên kết. Vì có sự xây dựng liên tục và phá vỡ các mô liên kết protein, các chuỗi protein có thể liên kết chéo ngày càng ít hơn trong khoảng thời gian thiếu vitamin. Các mô liên kết trở nên nhão và không còn có thể thực hiện đúng chức năng của nó. nướu, mất răng, chữa lành kém vết thương, nghiêm trọng da vấn đề, lãng phí cơ bắp và nhiều vấn đề sức khỏe khiếm khuyết. Scorbut cuối cùng có thể dẫn đến chết thông qua chung tim thất bại hoặc nhiễm trùng nặng. Những người đi biển cổ đại bị ảnh hưởng đặc biệt vì họ không thể lấy được vitamin C trong những chuyến đi biển dài ngày. Nó đã được chứng minh rằng bệnh sẽ lành ngay lập tức khi cho một số loại thực phẩm như dưa cải bắp. Thực tế là nguyên nhân của căn bệnh này là do thiếu hụt vitamin C cho đến tận sau này. Tuy nhiên, sự bùng phát bệnh scorbut của các thuyền viên sau đó đã được ngăn chặn bằng cách cho các thủy thủ ăn dưa cải bắp. Một căn bệnh khác, nhưng một căn bệnh chỉ có thể được cho là do khiếm khuyết trong lysylhydroxylase của con người, là Hội chứng Ehlers-Danlos. Hội chứng Ehlers-Danlos là một thuật ngữ chung cho các bệnh mô liên kết di truyền khác nhau với các nguyên nhân khác nhau. Hội chứng này được đặc trưng bởi yếu mô liên kết. Các da được mở rộng quá mức và khớp siêu di động. Trong trường hợp này, lysylhydroxylase bị biến đổi gen gây ra hội chứng Ehlers-Danlos loại VI. Chịu trách nhiệm cho việc này là một gen đột biến có tên là PLOD1, nằm trên nhiễm sắc thể số 1. Kết quả là enzym bị lỗi không còn đầy đủ chức năng và chỉ có thể xúc tác không đủ cho các phản ứng hydroxyl hóa trên lysine. A yếu mô liên kết phát triển với các triệu chứng đã biết cũng như sự tham gia bổ sung của mắt và Nội tạng. Hội chứng Ehlers-Danlos loại VI là tính trạng lặn trên NST thường.
