Xanthinoxidase

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Xanthinoxidase

Xanthinoxidase

Bändermodell des Monomer der Xanthinoxidase aus Rind, pdb 1FIQ. Gebundene Cofaktoren, FAD (rot), FeS-cluster (orange), Molybdän-Cofactor mit Molybdän (gelb) und der gebundene Inhibitot Salicylat (blau), sind hervorgehoben.
Vorhandene Strukturdaten: 2ckj, 2e1q
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 1332 AS; 146 kDa
Sekundär- bis Quartärstruktur Homodimer
Kofaktor 2Fe-2S, FAD, Molybdopterin
Bezeichner
Gen-Namen XDH; XO; XS; XDHA
Externe IDs OMIM: 607633 UniProtP47989   MGI: 98973 CAS-Nummer: 9002-17-9
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 1.17.3.2  Oxidoreduktase
Reaktionsart Hydroxylierung
Substrat Xanthin + H2O + O2
Produkte Harnsäure + H2O2
Vorkommen
Homologie-Familie Xanthindehydrogenase
Übergeordnetes Taxon Lebewesen

Die Xanthinoxidase (XO, manchmal auch XAO) oder Xanthindehydrogenase (XDH) ist ein Metalloenzym (eine Hydroxylase), welches die Oxidation von Hypoxanthin und Xanthin zu Harnsäure in Niere und Leber katalysiert.

Hypoxanthin + O2 + H2O → Xanthin + O2 + 2 H+
Xanthin + O2 + H2O → Harnsäure + O2 + 2 H+

Das aktive Zentrum enthält ein Molybdänatom, gebunden in Form des Molybdän-Cofaktors (MoCo). Jede Untereinheit enthält zudem zwei unterscheidbare Zwei-Eisen-zwei-Schwefel-cluster (2Fe-2S) und ein FAD-Molekül. In Prokaryoten werden die MoCo-, (2Fe-2S)- und FAD- Domäne von zwei bzw. drei Genen kodiert, in Eukaryoten sind die Domänen in einem Gen fusioniert. Das Enzym kommt daher in Eukaryoten als Homodimer vor, in Prokaryoten als Heterotetramer bzw. Heterohexamer.

Erhöhter Harnsäurespiegel ist als Gicht bekannt. Gicht kann daher auch mit einem Inhibitor der Xanthinoxidase behandelt werden; zum Beispiel Allopurinol oder Febuxostat. Allopurinol bindet sich fest an die reduzierte Form der Xanthinoxidase und inaktiviert sie somit. Dadurch wird die Produktion der schwerlöslichen Harnsäure verringert und die Konzentration der besser löslichen Verbindungen Xanthin und Hypoxanthin erhöht.

Literatur

  • L. G. Nagler und L. S. Vartanyan: Subunit structure of bovine milk xanthine oxidase. Effect of limited cleavage by proteolytic enzymes on activity and structure. Biochim Biophys Acta. 427/1/1976:78-90- PMID 1260010
  • J. J. Truglio et al.: Crystal structures of the active and alloxanthine-inhibited forms of xanthine dehydrogenase from Rhodobacter capsulatus. Structure. 10/1/2002:115-25. PMID 11796116
  • S. T. Smith et al.: Purification and properties of xanthine dehydroganase from Micrococcus lactilyticus. J Biol Chem. 242/18/1976:4108-4117. PMID 6061702

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