Ксантиноксидоредуктаза

Ксантиноксидаза (КО) - Mo-, Fe- и Cu- содержащий флавопротеин, катализирующий у человека конечную стадию окисления пуринов, а также окислительную трансформацию птеридинов и некоторых алифатических и ароматических альдегидов.

В нормальных условиях КО находится в дегидрогеназной форме и катализирует окисление ксантина с участием NAD⁺ в качестве акцептора электронов с образованием мочевой кислоты.

Однако при некоторых патологических состояниях, в частности при ишемии органов, в результате активирования внутриклеточных Ca²⁺-зависимых протеаз ксантиндегидрогеназа подвергается протеолизу с отщеплением короткого пептида и необратимо превращается оксидазную форму. Акцептором электронов в оксидазной реакции выступает кислород.

Рис.5. Образование мочевой кислоты и супероксидного анион-радикала при окислении пуринов в ксантиноксидоредуктазной реакции.

КО содержит I молибденовый центр, два железосерных центра и I FAD. На молибденовом центре происходит восстановительная полуреакция каталитического цикла, когда ксантин превращается в мочевую кислоту, на FAD-центре молекулярный кислород превращается в пероксид водорода или супероксид-ион в зависимости от уровня восстановленности фермента.

Наибольшая активность КО у человека определяется в тканях печени и слизистой тонкого кишечника.

NADPH-оксидаза.

Наряду с ксантиноксидазой мощным продуцентом супероксидного анион-радикала является NADPH -оксидаза фагоцитирующих клеток.

NADPH-оксидаза катализирует восстановление молекулярного кислорода до супероксидного радикала, который затем превращается в перекись водорода и другие токсичные формы кислорода (гидропероксидный и гидроксидный радикалы). Перекись водорода, хлор и миелопероксидаза нейтрофила образуют систему, вырабатывающую чрезвычайно токсичные вещества: гипохлорит и молекулярный хлор. NADPH-оксидаза - это мультикомпонентная система, представляющая собой часть дыхательной цепи митохондрий и состоящая в исходном неактивном состоянии из флавопротеида и цитохрома. Компонентами NADPH-оксидазы являются четыре белка, которые образуют фермент после того, как собираются вместе в клеточной мембране. Два из них - относятся к мембранным белкам и образуют гетеродимер цитохром b558. Два других белка - цитоплазматические. Они соединяются с цитохромом b558 после активации фагоцита. В результате возникает NADPH-оксидаза, необходимая для образования супероксидного анион-радикала.

Генерация супероксидного анион-радикала при активации фагоцитов играет важную роль в реализации их микробицидного, цитотоксического и иммунорегуляторного действия. В результате дисмутации супероксидный анион-радикал образует перекись водорода, которая используется миелопероксидазой фагоцитов для производства гипохлорит-ионов, обладающих высокой реакционной способностью; перекись водорода при взаимодействии с ионами двухвалентого железа дает гидроксильный радикал, а при реакции с оксидом азота образуется пероксинитрит. Таким образом, супероксидный анион-радикал, генерируемый активными фагоцитами, служит основой для образования других активных свободных радикалов, обеспецивающих микробицидное действие.