A hipoxantin purin-envrátum, kötött formában nukleobázisként és szabad formában, például vizeletben található meg. Egyformán jelen van a mirigyekben és csontvelő. Az adenin dezaminálási termékeként a hipoxantin oxidálódik húgysav és xantin. Ritkábban alkotja a gerincét nukleinsavak.
Mi a hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz?
A hipoxantin és a guanin a hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz tetramer enzimet eredményezi. Ebben az összefüggésben a tetramerek négy hasonló építőelemből, pontosabban monomerekből álló makromolekulák. Az enzim az egyik legfontosabb az eukarióták purin metabolizmusában, érzékenyen reagál rá gén változások és az embereknél a génmutáció révén eltéréseket okozhatnak, amelyek bizonyos anyagcsere-betegségekben fejeződnek ki. Ilyenek például a Lesch-Nyhan és a Kelley-Seegmiller szindrómák.
Funkció, hatások és szerepek
A hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz enzim fokozza a purin anyagcseréjét és energetikai hatékonyságát. Ennek alapja a purin bázisok, amelyek nukleinsavak szerkezetileg purinból származik. Ilyenek a xantin, a hipoxantin, az adenin és a guanin, amelyek egymáshoz kapcsolódnak bázisok by hidrogén kötvények. Az ilyen kötések nagy hatással vannak a DNS kettős spirálra és a replikációra, és szerepet játszanak a fehérje bioszintézisében. Purin bázisok kettővel újrahasznosítható enzimek. A hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz mellett ez az adenin-foszforibozil-transzferáz. Mindkettő foszforibozilcsoporton keresztül alkot nukleotidot, amely viszont a bázikus alkotóeleme nukleinsavak mind a DNS-ben, mind az RNS-ben. A molekula áll cukor, alap és foszfát és szabályozza a sejtek létfontosságú funkcióit. Összeszerelés közben az ATP mentésre kerül és húgysav a képződés csökken. A purinbázisok újrahasznosításakor mentési útnak nevezik. Ez egy általános kifejezés azokra a metabolikus utakra, amelyekben a biomolekulák szintézise lebomlási termékekből származik. Itt a szervezet végzi az endogén újrafeldolgozást, a purinbázisok mintegy kilencven százalékát újrahasznosítják, és tíz százalékát valóban kiválasztják. Ez bizonyítja a purinbázis újrafeldolgozásának hatékonyságát és a hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz fontosságát.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális szintek
Ha most mutációk fordulnak elő a HPRT-n gén, a méret és aminosavak megváltozhat. Ez lehet további DNS-szekvenciák vagy nukleotidok inszerciója, ami viszont a gén a kérdéses génen kódolt termék, vagy akár a teljes szekvencia törlése. Például, ha az aminosav-szekvencia megváltozik, olyan betegségek, mint pl köszvény eredményez. Az anyagcsere-betegségek, például a Lesch-Nyhan-szindróma, különösen súlyosak egy génhiba következtében. Ez x-kapcsolt recesszív módon öröklődik, ami azt jelenti, hogy elsősorban azokat a férfiakat érinti, akiknek csak egy X kromoszómája van. A nőknél a genetikai hiba jelen lehet, de csak akkor tör ki betegségként, ha mind az X kromoszómák érintettek, ami viszonylag ritka. A legtöbb esetben a második X kromoszóma kompenzálja az első hibáját.
Betegségek és rendellenességek
A szindróma a hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz hiányában nyilvánul meg. A genetikai hiba miatt az enzim nem termelődik. A mutáció, valamint a guanin és a hipoxantin bázisok újrahasznosításának és átalakításának hiánya miatt purinbázisok halmozódnak fel, amelyeket a szervezetnek tovább kell építenie és kiválasztania. A lebontás a xantinná átalakuló köztiterméken keresztül történik, amely átalakul húgysav és a vesén keresztül ürül. Ha ezt a folyamatot korlátozzák, akkor a húgysav kristályok képződnek a ízületek, amelyek ezután fokozott támadásokat váltanak ki köszvény. Az enzim már nem termelődik, a húgysavszint a szövetekben és vér növekszik, és a központi idegrendszer zavart. Születéskor a Lesch-Nyhan-szindróma nem közvetlenül látható. Csak tíz hónap elteltével szembetűnő láb felismerhető a helyzet és a gyermek hajlamos arra, hogy keveset mozogjon és lelkileg lassabban fejlődjön. A szindróma enyhe és súlyos megnyilvánulásokban nyilvánul meg. Fokozott húgysav-szekréció és enyhe köszvény a támadások az enyhébb formák; súlyos megnyilvánulások esetén önsérülés, súlyos mentális károsodás és agresszió lép fel. Az önsérülés keresztül történik ujj or ajak harap. A végtagok harapása esetén gyakran megfigyelhető, hogy az érintett egyének csak egy kézre korlátozzák autoaggressziójukat. Az agresszió viszont különösen gyakran olyan közeli személyek ellen irányul, mint testvérek vagy szülők. A betegség legsúlyosabb megnyilvánulását több neurológiai diszfunkció és nagyon kifejezett öncsonkítási hajlam jellemzi. A szindróma úgy nyilvánul meg görcsösség, dystonia, hypotonia, choreoathetosis és fokozott reflexivitás. A mentális jellemzők és a fejlődés súlyosan károsodott. Különösen drasztikus mértékben a szindróma is vezet halálig ebben feltétel. A betegséget orvosi kép diagnosztizálja. A húgysavszint a vizeletben és vér mérjük, valamint a hipoxantin-guanin-foszforibozil-transzferáz aktivitását a szövetekben és a vérben. Ez utóbbi erősen csökkent, és prenatálisan is jelen lehet. Terápia a betegség nehéz. Nincs gyógymód, és kezelés nélkül a gyermek az élet első éveiben meghal. Bizonyos esetekben a tejfogak megelőző intézkedésként ki kell vonni. Egyéb terápiás megközelítések közé tartozik a húgysavszint csökkentése a szerek mint például allopurinol, amely a köszvény inhibitoraként működik. Bár ez nem újrahasznosítja a purinbázisokat, javítja a húgysav lebontását. Hasonlóképpen, a megfelelő rendellenességek, fertőzések és idegkárosodás kezelik és egy speciális diéta tanácsos, amely többnyire kerüli a húst és kevés purint tartalmaz. Kutatást végeznek a pszichoszomatikus kísérők területén is a mélyen keresztül agy ingerlés. Az orvostudomány reméli, hogy ez megakadályozza az agressziót és az öncsonkítást. A Kelley-Seegmiller szindróma pedig a hipoxantin-guanin foszforiboziltranszferáz hiány legenyhébb formája. Itt is túl sok húgysav termelődik, ami korai köszvényhez vezet. A szindróma első jelei a narancssárga kristályok a gyermek pelenkájában, húgyúti fertőzések és urolithiasis. Pubertás, köszvény vagy akut állapotban arthritis majd kialakul. A mentális fejletlenség és az önrohamok, mint a Lesch-Nyhan-szindrómában láthatók, nem ez a helyzet; legfeljebb figyelemhiány fordulhat elő. A korai kezelés általában lehetővé teszi az érintett személyek számára a normális várható élettartamot.
