Hydroxyl hóa là phản ứng hóa học liên quan đến việc đưa các nhóm hydroxyl vào một phân tử. Trong bối cảnh trao đổi chất, enzyme cung cấp xúc tác của quá trình hydroxyl hóa. Tương ứng enzyme được gọi là hydroxylase.
Hydroxyl hóa là gì?
Trong bối cảnh trao đổi chất, enzyme cung cấp xúc tác của các hydroxyl hóa. Các enzym tương ứng được gọi là hydroxylase. Hydroxyl hóa rất phổ biến trong hóa học và sinh hóa. Nói chung, hydroxyl hóa có nghĩa là sự đưa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl vào một phân tử. Nhóm hydroxyl bao gồm khinh khí và một ôxy nguyên tử. Đây là cách, trong số những thứ khác, rượu methanol được hình thành trong quá trình xúc tác quá trình oxy hóa metan. Bổ sung xúc tác của một nước phân tử etilen tạo ra ethanol. Trong các quá trình sinh hóa, việc bổ sung một nhóm hydroxyl được hỗ trợ xúc tác bởi cái gọi là hydroxylase. Ví dụ, với sự hỗ trợ của hydroxylase, một số amino axit có thể chuyển hóa thành các hoạt chất quan trọng trong cơ thể sinh vật. Ví dụ, hydroxyl hóa chuyển phenylalanin thành tyrosine và tyrosine lần lượt thành DOPA. Các enzym tương ứng là phenylalanin hydroxylase và tyrosine hydroxylase. Với sự giúp đỡ của tryptophan hydroxylase, tryptophan được chuyển thành 5-hydroxytryptophan. Trong mô liên kết, Các amino axit proline và lysine được chuyển đổi tương ứng thành hydroxyproline và hydroxylysine bằng cách hydroxyl hóa. Ở đó, hydroxyl hóa amino axit đảm bảo liên kết ngang mạnh mẽ của collagen và do đó cũng sức mạnh của mô liên kết. Một phản ứng hydroxyl hóa quan trọng khác thể hiện sự chuyển đổi của progesterone đến corticosteroid.
Chức năng và vai trò
Hydroxyl hóa là phản ứng sinh hóa rất quan trọng. Ví dụ, sức mạnh of mô liên kết phụ thuộc vào các phản ứng hydroxyl hóa. bên trong collagen của mô liên kết, amin axit proline và lysine có mặt ở nồng độ cao. Cả hai hợp chất đều có thể được cung cấp dễ dàng với một nhóm hydroxyl bổ sung bằng cách sử dụng hydroxylase. Trong quá trình này, quá trình hydroxyl hóa diễn ra bên trong protein. Hydroxyproline được hình thành từ proline và hydroxylysine từ lysine. Các enzym proline hydroxylase và lysine hydroxylase chịu trách nhiệm về việc này với sự hỗ trợ của axit ascorbic (vitamin C). Các nhóm hydroxyl tạo thành các vị trí đính kèm cho đường hoặc chúng ngay lập tức đảm bảo liên kết chéo của từng protein riêng lẻ phân tử. Sự liên kết ngang này tạo ra một mô liên kết mạnh mẽ và linh hoạt. Một phản ứng hydroxyl hóa khác là sự chuyển đổi axit amin phenylalanin thành tyrosine. Phản ứng này rất quan trọng đối với sinh vật nhân chuẩn vì nồng độ cao của phenylalanin trong tế bào là có hại. Tyrosine tiếp tục được hydroxyl hóa thành L-DOPA. L-DOPA là một catecholamine và là tiền chất của dopamine. Do đó, quá trình hydroxyl hóa cuối cùng sẽ chuyển đổi axit thành chất dẫn truyền thần kinh. Điều tương tự cũng áp dụng cho quá trình hydroxyl hóa axit amin tryptophan thành 5-hydroxytryptophan. Đến lượt nó, hợp chất này đại diện cho một tiền chất của serotonin, Một dẫn truyền thần kinh và hormone mô. Cuối cùng là hormone sinh dục progesterone được chuyển đổi bằng cách hydroxyl hóa thành corticosteroid, kích thích tố thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong cơ thể. Chúng bao gồm glucocorticoid cortisol và mineralocorticoid aldosterone. Kia là kích thích tố được tổng hợp bằng cách hydroxyl hóa progesterone và chuyển đổi nhóm hydroxyl thành nhóm xeto hoặc aldehyde. Nhìn chung, hydroxyl hóa chịu trách nhiệm cho việc tập hợp các tác nhân sinh học khác nhau trong cơ thể sinh vật. Sự gián đoạn trong các phản ứng này có thể dẫn đến nghiêm trọng sức khỏe vấn đề.
Bệnh tật
Nhiều hydroxyl hóa đại diện cho các bước trung gian quan trọng trong quá trình trao đổi chất. Khi xảy ra rối loạn trong quá trình hydroxyl hóa, các bước phản ứng tiếp theo cũng bị ức chế. Do đó, bất lợi đáng kể sức khỏe các hiệu ứng có thể xảy ra do sự gián đoạn như vậy. Ví dụ, ức chế quá trình hydroxyl hóa proline và lysine trong mô liên kết collagen dẫn đến yếu mô liên kết. Trong một số trường hợp, mô liên kết có thể bị giãn nở quá mức. Rơi xuống da có thể dẫn đến, với Nội tạng không còn được bảo vệ tối ưu bởi mô liên kết. Có nhiều loại đột biến, mỗi đột biến đều rất hiếm, dẫn khuyết tật trong cấu trúc của enzym lysine hydroxylase hoặc proline hydroxylase. Mỗi khiếm khuyết di truyền cá nhân cho thấy các triệu chứng khác nhau. Tuy nhiên, tất cả chúng đều có điểm chung là điểm yếu của mô liên kết. Các triệu chứng khác rất đa dạng. An mua lại điểm yếu của mô liên kết là bệnh còi. Bệnh còi xảy ra khi thiếu vitamin C. Vitamin C hoặc axit ascorbic hỗ trợ hai hydroxylase nói trên. Nếu cơ thể không được cung cấp vitamin C, lysine và proline hydroxylase khó có thể hỗ trợ hydroxyl hóa lysine và proline. Mô liên kết, giống như các mô khác trong cơ thể, có thể liên tục tích tụ và phân hủy. Sự vắng mặt kéo dài của vitamin C dẫn đến mô liên kết yếu vì các hydroxyl hóa không còn hoạt động. Một loạt các triệu chứng nghiêm trọng xảy ra với nhiễm trùng thường xuyên, suy kiệt, chữa lành kém vết thương, da vấn đề, phân hủy cơ, chảy máu nướu, cao sốt và nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, các triệu chứng này biến mất sau khi quản lý of vitamin C.
Một bệnh khác liên quan đến rối loạn hydroxyl hóa là phenylketon niệu. Trong phenylketon niệu, axit amin phenylalanin không còn có thể bị phân hủy đến mức đủ vì enzym phenylalanin hydroxylase (PAH) bị thiếu hoặc hoạt động sai. Phenylalanin có tác hại ở nồng độ cao hơn. Brain sự phát triển bị suy giảm. Sự phát triển của sọ cũng bị dừng lại. Kết quả là tinh thần sự chậm phát triển. Một phenylalanin thấp chế độ ăn uống in thời thơ ấu có thể ngăn chặn sự khởi phát của bệnh. Nếu tyrosine không thể được hydroxyl hóa vì thiếu tyrosine hydroxylase (TYH), hội chứng Segawa rất hiếm sẽ phát triển. Các dẫn truyền thần kinh dopamine không còn được sản xuất với số lượng đủ lớn. Các triệu chứng bao gồm không ổn định về dáng đi và các triệu chứng giống Parkinson. Khi nào tryptophan không còn có thể được hydroxyl hóa do không có enzyme tryptophan hydroxylase, quá ít serotonin được hình thành. Trầm cảm thường kết quả. Cuối cùng, các rối loạn trong quá trình hydroxyl hóa progesterone có thể dẫn các bệnh liên quan đến nội tiết tố.
