Xanthinoxidase
Synonyme: Schardinger-Enzym, XOD, Xanthinoxidoreduktase, Xanthindehydrogenase
Englisch: xanthine oxidase
Definition
Die Xanthinoxidase, kurz XO oder XAO, ist ein wichtiges Enzym im Stoffwechsel der Purinbasen der DNA.
Struktur
Die Xanthinoxidase ist ein großes Protein mit einem Molekulargewicht von rund 270 kDa. Es handelt sich um eine FAD-haltige Oxidase mit 2 Molybdän- und 8 Eisenatomen als wirksame Metallionen. Die Molybdenatome werden durch Molybdopterin gebunden. Gemeinsam bilden sie den Molybdän-Cofaktor (MoCo), der das aktive Zentrum des Enzyms ist.
Funktion
Unter physiologischen Bedingungen oxidiert das Enzym als Xanthindehydrogenase Hypoxanthin zu Xanthin und anschließend Xanthin zu Harnsäure:
Die Xanthindehydrogenase kann in eine O2-abhängige Xanthinoxidase umgewandelt werden:
- reversibel durch Oxidation von Cysteinylresten
- irreversibel durch limitierte Proteolyse
Die Xanthinoxidase katalysiert die gleichen Reaktionen, verwendet jedoch O2 als Oxidationsmittel. Als Zwischenschritt entsteht ein Superoxidradikal, das durch die Superoxiddismutase in H2O2 katalysiert wird.[1]
Die Xanthinoxidase hat ein relativ weites Wirkungsspektrum. Sie ist am Abbau der Purine in der Leber beteiligt und wirkt zudem auch als Alkoholdehydrogenase. Sie kommt auch in der Milch vor (Schardinger-Enzym).
Klinik
Hyperurikämie
Eine vermehrte Harnsäurebildung (Hyperurikämie) kann über eine aus ungeklärten Gründen gesteigerte Aktivität der Leber-Xanthinoxidase zustande kommen, die das Fließgleichgewicht des Purinstoffwechsels in Richtung auf die Harnsäuresynthese verschiebt.
Xanthinurie
Bei der Xanthinurie erfolgt die Umwandlung von Xanthin zu Harnsäure in ungenügenden Ausmaße durch zu niedrige Akivität der Xanthinoxidase. Daher wird Xanthin in größerer Menge im Harn ausgeschieden.
Molybdän-Cofaktor-Defizienz
Bei der Molybdän-Cofaktor-Defizienz besteht ein Mangel an der biologisch aktiven Form des Molybdäns, dem oben erwähnten Molybdän-Cofactor (MoCo). Dadurch ist die Aktivität der Xanthinoxidase vermindert und die Akkumulation von Xanthin führt zu Ablagerungen, Xanthinurie und Xanthinsteinen.
Pharmakologie
Zur Vermeidung des "Aussalzens" (Kristallisation) der Harnsäure (Urat) werden Xanthinoxidasehemmer verabreicht. Auf dem Markt vertretene Wirkstoffe sind Allopurinol und Febuxostat.
Quelle
- ↑ Heinrich et al. Löffler/ Petrides – Biochemie und Pathobiochemie. 9. Auflage. Springer Verlag.