Quelltext der Seite Xanthindehydrogenase

{{Infobox Protein
|Name             = 
|Bild             = XanthineOxidase-1FIQ.png
|Bild_legende     = Bändermodell des <u>Monomer</u> der Xanthinoxidase aus Rind, pdb [http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=1FIQ 1FIQ]. Gebundene Cofaktoren, FAD (rot), FeS-cluster (orange), Molybdän-Cofactor mit Molybdän (gelb) und der gebundene Inhibitor Salicylat (blau), sind hervorgehoben.
|PDB              = {{PDB2|2ckj}}, {{PDB2|2e1q}}
|Groesse          = 146&nbsp;[[Dalton (Einheit)|kDa]] / 1332 [[Aminosäuren]]
|Kofaktor         = 2 (2Fe-2S), [[Flavin-Adenin-Dinukleotid|FAD]], [[Molybdopterin]]
|Precursor        = 
|Struktur         = Homodimer
|Isoformen        = 
|HGNCid           = 12805
|Symbol           = XDH
| AltSymbols = XO, XS, XDHA
|OMIM             = 607633
|UniProt          = P47989
|MGIid            = 98973
|CAS              = {{CASRN|9002-17-9|Q72516613}}
|CASergänzend     = 
|ATC-Code         = <!-- {{ATC|X99|XX99}} -->
|DrugBank         = 
|Wirkstoffklasse  = 
|EC-Nummer        = 1.17.3.2
|Kategorie        = Oxidoreduktase
|Reaktionsart     = [[Hydroxylierung]]
|Substrat         = Xanthin + 2 NAD<sup>+</sup> + 2 H<sub>2</sub>O
|Produkte         = Harnsäure + 2 NADH + 2 H<sup>+</sup>
|Homolog_fam      = Xanthindehydrogenase
|Taxon            = [[Lebewesen]]
|Taxon_Ausnahme   = 
|Orthologe        = {{Protein Orthologe
    | Spezies1 = Mensch
    | Spezies2 = Hausmaus
    | S1_EntrezGene =7498
    | S1_Ensembl =ENSG00000158125
    | S1_RefseqmRNA =NM_000379
    | S1_RefseqProtein = NP_000370
    | S1_GenLoc_db = 
    | S1_GenLoc_chr = 2
    | S1_GenLoc_start =31334309
    | S1_GenLoc_end =31414749
    | S1_Uniprot =P47989
    | S2_EntrezGene =22436
    | S2_Ensembl = ENSMUSG00000024066
    | S2_RefseqmRNA =NM_011723
    | S2_RefseqProtein = NP_035853
    | S2_GenLoc_db = 
    | S2_GenLoc_chr = 17
    | S2_GenLoc_start = 73883895
    | S2_GenLoc_end = 73950196
    | S2_Uniprot = Q00519
 }}
}}
'''Xanthindehydrogenase''' (XDH) und '''Xanthinoxidase''' (XO, manchmal auch XAO) sind zwei unterschiedliche Formen desselben [[Metalloenzym]]s (eine [[Hydroxylase]]), welches die zweistufige [[Oxidation]] von [[Hypoxanthin]] über [[Xanthin]] zur [[Harnsäure]] katalysiert. Im Menschen findet es sich hauptsächlich in der Leber, im Dünndarm und in Brustdrüsenzellen<ref>[https://www.proteinatlas.org/ENSG00000158125-XDH ''The Human Protein Atlas: XHD''] Eintrag zu Xanthindehydrogenase im [[Human Protein Atlas]]. Abgerufen am 13. März 2024.</ref>. In seiner XDH-Form nutzt es in beiden Reaktionen bevorzugt [[NADH|NAD<sup>+</sup>]] als [[Elektronenakzeptor]].<ref>[https://www.uniprot.org/uniprotkb/P47989/entry ''UniProt: XDH_HUMAN''] Eintrag zu humaner Xanthindehydrogenase/oxidase in [[UniProt]]. Abgerufen am 9. März 2024.</ref><ref>{{Literatur |Autor=Usamah S. Kayyali, Cameron Donaldson, Hailu Huang, Raja Abdelnour und Paul M. Hassoun |Titel=Phosphorylation of Xanthine Dehydrogenase/Oxidase in Hypoxia |Sammelwerk=[[Journal of Biological Chemistry]] |Band=276 |Nummer=17 |Datum=2001-04-27 |Seiten=14359-14365 |DOI=10.1074/jbc.M010100200}}</ref>

Oxidation von Hypoxanthin zu Xanthin durch XDH<ref>[https://www.genome.jp/entry/R01768 ''KEGG: Reaktion R01768''] Eintrag zu Hypoxanthin: NAD+ Oxidoreduktase in [[KEGG]]. Abgerufen am 9. März 2024.</ref>:

[[Datei:Hypoxanthin - Hypoxanthine.svg|rahmenlos|90x90px]] + NAD<sup>+</sup> + H<sub>2</sub>O →  [[Datei:Xanthin - Xanthine.svg|rahmenlos|96x96px]]  + NADH  + H<sup>+</sup>

Oxidation von Xanthin zu Harnsäure durch XDH<ref>[https://www.genome.jp/entry/R02103 ''KEGG: Reaktion R02103''] Eintrag zu Xanthin: NAD+ Oxidoreduktase in [[KEGG]]. Abgerufen am 9. März 2024.</ref>:

[[Datei:Xanthin - Xanthine.svg|rahmenlos|96x96px]] + NAD<sup>+</sup> + H<sub>2</sub>O → [[Datei:Harnsäure Ketoform.svg|rahmenlos|123x123px]]  + NADH  + H<sup>+</sup>

Das ''[[in vivo]]'' ursprünglich als XDH vorliegende Enzym<ref>{{Literatur |Autor=Tomoko Nishino, Ken Okamoto, Bryan T. Eger, Emil F. Pai und Takeshi Nishino |Titel=Mammalian xanthine oxidoreductase – mechanism of transition from xanthine dehydrogenase to xanthine oxidase |Sammelwerk=[[FEBS Journal]] |Band=275 |Nummer=13 |Datum=2008-07 |Seiten=3278-3289 |DOI=10.1111/j.1742-4658.2008.06489.x}}</ref> kann leicht in XO umgewandelt werden (z. B. bei einer [[Hypoxie]]).<ref>{{Literatur |Autor=Jeffrey S. Wiezorek, Douglas H. Brown, David E. Kupperman und Clifford A. Brass |Titel=Rapid Conversion to High Xanthine Oxidase Activity in Viable Kupifer Cells
during Hypoxia |Sammelwerk=[[Journal of Clinical Investigation]] |Band=94 |Nummer=6 |Datum=1994-12-01 |Seiten=2224–2230 |DOI=10.1172/JCI117584}}</ref> In dieser Form bevorzugt es molekularen Sauerstoff als Elektronenakzeptor<ref>{{Literatur |Autor=Usamah S. Kayyali, Cameron Donaldson, Hailu Huang, Raja Abdelnour und Paul M. Hassoun |Titel=Phosphorylation of Xanthine Dehydrogenase/Oxidase in Hypoxia |Sammelwerk=[[Journal of Biological Chemistry]] |Band=276 |Nummer=17 |Datum=2001-04-27 |Seiten=14359-14365 |DOI=10.1074/jbc.M010100200}}</ref>.

Oxidation von Hypoxanthin zu Xanthin durch XO<ref>[https://www.genome.jp/entry/R01769 ''KEGG: Reaktion R01769''] Eintrag zu Hypoxanthin: Oxygen Oxidoreduktase in [[KEGG]]. Abgerufen am 9. März 2024.</ref>:

[[Datei:Hypoxanthin - Hypoxanthine.svg|rahmenlos|90x90px]] + O<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O → [[Datei:Xanthin - Xanthine.svg|rahmenlos|96x96px]] + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>

Oxidation von Xanthin zu Harnsäure durch XO<ref>[https://www.genome.jp/entry/R02107 ''KEGG: Reaktion R02107''] Eintrag zu Xanthin: Oxygen Oxidoreduktase in [[KEGG]]. Abgerufen am 9. März 2024.</ref>:

[[Datei:Xanthin - Xanthine.svg|rahmenlos|96x96px]] + O<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O → [[Datei:Harnsäure Ketoform.svg|rahmenlos|123x123px]] + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>

Das Enzym besteht aus zwei identischen Untereinheiten, deren aktive Zentren je ein [[Molybdän]]atom, gebunden in Form des Molybdän-Cofaktors (MoCo), aufweisen.<ref>{{Literatur |Autor=Russ Hille, Takeshi Nishino |Titel=Xanthine oxidase and xanthine dehydrogenase |Sammelwerk=[[The FASEB Journal]] |Band=9 |Nummer=11 |Datum=1995-08 |Seiten=995-1003 |DOI=10.1096/fasebj.9.11.7649415}}</ref> Jede Untereinheit enthält zudem zwei unterscheidbare [[Eisen-Schwefel-Cluster|Zwei-Eisen-zwei-Schwefel-Cluster]] (2Fe-2S) und ein [[Flavin-Adenin-Dinucleotid|FAD]]-Molekül. In Prokaryoten werden die MoCo-, (2Fe-2S)- und FAD-Domäne von zwei bzw. drei [[Gen]]en kodiert, in Eukaryoten sind die Domänen in einem Gen fusioniert. Das Enzym kommt daher in [[Eukaryoten]] als [[Dimer|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

== Weblinks ==
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie: Purinabbau}}
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie: Purin-Stoffwechsel}}

[[Kategorie:Oxidoreduktase]]
[[Kategorie:Codiert auf Chromosom 2 (Mensch)]]

== Einzelnachweise ==
<references />