Ксантиноксидаза

Ксантиноксидаза (ксантиноксидоредуктаза, КФ 1.17.3.2) — молибден-содержащая оксидоредуктаза, фермент, катализирующий окисление гипоксантина в ксантин и ксантина в мочевую кислоту:

• гипоксантин + O₂ + H₂O <-> ксантин + H₂O₂
• ксантин + O₂ + H₂O <-> мочевая кислота + H₂O₂

Ксантиноксидаза считается аномальным вариантом ксантиндегидрогеназы, который образуется в результате окисления или частичного протеолиза нормального фермента. При этом меняется его субстратная специфичность с НАДФ на кислород.

Строение белка

Это высокомолекулярный димерный белок, молекулярная масса 270 кДа. Ксантиноксидаза содержит целый «зоопарк» кофакторов. Каждый мономер включает в себя 2 флавина в виде ФАД, 2 атома молибдена (Mo) в виде молибдено-птерина и 8 атомов железа в составе железо-серных кластеров [2Fe-2S].

Продукты реакции

Ксантиноксидаза катаболизирует пурины до мочевой кислоты и в сопряжённой реакции восстанавливает кислород до супероксида (спонтанно дисмутирующий в пероксид водорода). Таким образом, в процессе реакции образуются реактивные формы кислорода, способные вызвать оксидативный стресс. Например, при длительной ишемии ткани в них накапливаются продукты распада пуринов. В дальнейшем при реперфузии уровень кислорода восстанавливается и ксантиноксидаза продуцирует повышенное количество токсичных супероксида и пероксида водорода.

Ксантиноксидаза в патологии

Нарушение пуринового обмена, приводящее к избыточному образованию мочевой кислоты, вызывает подагру. Лечение как правило заключается в ингибировании ксантиноксидазы (и ксантиндегидрогеназы), чтобы снизить образование мочевой кислоты. Для этого применяют аллопуринол, неокисляемый аналог гипоксантина (оксипуринол является другим ингибитором фермента).

Ксантинурия (появление ксантина в моче), вызванное недостаточностью ксантиноксидазы, — редкое наследственное заболевание. Может приводить к почечной недостаточности.

Кроме этого активность ксантиноксидазы в крови используется как показатель распада клеток печени, так как этот фермент является внутриклеточным и никогда не появляется в крови в нормальных условиях.

Ингибиторы

Ингибиторами ксантиноксидазы являются аналоги пурина аллопуринол и оксипуринол и фитиновая кислота.

Ссылки

• Hille, R. (2005). «Molybdenum-containing hydroxylases». Archives of biochemistry and biophysics 433 (1): 107-116. PubMed
• Harrison, R. (2002). «Structure and function of xanthine oxidoreductase: Where are we now?». Free Radical Biology & Medicine 33 (6): 774-797.
• Hille R. (2006). «Structure and Function of Xanthine Oxidoreductase». European Journal of Inorganic Chemistry 2006 (10): 1905-2095. DOI:10.1002/ejic.200600087.