Amine-Oxidase

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Amine-Oxidasen sind Enzyme, die in lebenden Organismen weit verbreitet sind. Sie katalysieren die oxidative Deaminierung vieler biologisch wichtiger Amine mit der Bildung des entsprechenden Aldehyds, Wasserstoffperoxid und Ammoniak gemäß der Gleichung:

RCH₂CH₂+O₂+H₂O→RCHO+H₂O₂

Unterklasse

• Lysyloxidase

Lysyloxidase (LOX) ist ein Enzym, das im Menschen durch das LOX-Gen kodiert wird. Es katalysiert die Umwandlung von Lysinmolekülen in hochreaktive Aldehyde und bildet dadurch Quervernetzungen in extrazellulären Matrixproteinen. Seine hemmende Wirkung kann zu einer Knochenhyperplasie führen, während gleichzeitig die Hochregulation von Tumorzellen die Metastasierung bestehender Tumoren fördern kann, wodurch sie bösartig und krebsartig werden.

Abbildung 1. Struktur der Lysyloxidase (LOX).

Funktionen

Lysyloxidase ist ein extrazelluläres kupferabhängiges Enzym, das die Bildung von Aldehyden aus Lysin-Resten in Kollagen- und Elastin-Vorläufern katalysiert. Die Bedeutung der durch Lysyloxidase erzeugten Quervernetzungen wurde durch Tierversuche bestimmt, bei denen die Lysyloxidase durch einen Nährstoffmangel an Kupfer oder durch die Zugabe eines Lysyloxidase-Hemmers β-Aminogruppe zur Ernährung Propionitril (BAPN) gehemmt wurde. Lysyloxidase hat sich auch als wesentlich für die Entwicklung des Atmungssystems und der Haut erwiesen. Ihre Deletion kann zu Defekten in der Superfamilie der Transforming Growth Factor Beta-Proteine führen, die das Zellwachstum und die Differenzierung steuern.

• Primäre-Amin-Oxidase

Die primäre Aminoxidase, auch bekannt als semicarbazid-sensitive Aminoxidase (SSAO), ist ein Enzym, das als primäre Amin: Sauerstoff-Oxidoreduktase (Deaminierung) bezeichnet wird. Wie die Monoaminoxidase (MAO) kann SSAO kurzkettige primäre Amine deaminieren, ist jedoch nicht empfindlich gegenüber MAO-Hemmern. Neben anderen Hydrazinen, Hydroxylaminen und Propargylaminen hemmt auch Semicarbazid dieses Enzym. Hydrazin ist jedoch ein schwacher Hemmer, und stärkere Hemmer wurden entwickelt. SSAO kommt im glatten Muskel von Blutgefäßen und verschiedenen anderen Geweben vor. Die physiologische Funktion von SSAO ist nicht vollständig verstanden. Sie wird für die Entwicklung von Blutgefäßen, die Regulation der Lipolyse und die Entgiftung empfohlen. Sie kann als Hilfsenzym zur Entfernung von MAO verwendet werden. Der Oxidationsprozess produziert jedoch schädliche Produkte, die möglicherweise mit Atherosklerose und Blutgefäßschäden, die Diabetes verursachen, in Verbindung stehen. Eine erhöhte SSAO-Aktivität wurde in Fällen von Atherosklerose,
Diabetes, Fettleibigkeit, Karotisplaques und Krampfadern beobachtet.

Abbildung 2. Struktur der Primäre-Amin-Oxidase.

• Diaminoxidase

Diaminoxidase (DAO) ist am Metabolismus, der Oxidation und Inaktivierung von Histamin und anderen Polyaminen (wie Putrescin oder Spermidin) bei Tieren beteiligt. Die höchsten DAO-Expressionsniveaus wurden im Verdauungstrakt und in der Plazenta beobachtet. Bei Menschen exprimieren bestimmte Subtypzellen der Plazenta, die extravillösen Trophoblastzellen, dieses Enzym und sezernieren es in das Blut schwangerer Frauen. Verminderte Diaminoxidase-Spiegel im mütterlichen Blut während der frühen Schwangerschaft können ein Zeichen für trophoblastenbezogene Schwangerschaftserkrankungen wie Präeklampsie sein. Normalerweise existiert dieses Enzym nicht im menschlichen Blutkreislauf oder ist nur sehr selten vorhanden, aber es ist bei schwangeren Frauen stark erhöht, was darauf hindeutet, dass es eine schützende Wirkung auf schädliches Histamin hat. Es wird auch von Eosinophilen sezerniert. Wenn es im menschlichen Körper an Diaminoxidase mangelt, kann dies in Form von Allergien oder Histaminintoleranz auftreten.

Referenz

1. Mondovì B.; et al. Structure and function of amine oxidase. Advances in Experimental Medicine and Bioligy. 1982，148: 141–53.