Hypoxanthine guanine phosphoribosyl transférase

L'hypoxanthine est un dérivé de la purine et se présente sous forme liée sous forme de nucléobase et sous forme libre, par ex. B. dans l'urine. On le trouve également dans les glandes et la moelle osseuse. En tant que produit de désamination de l'adénine, l'hypoxanthine est oxydée en acide urique et en xanthine. Moins souvent, il forme une structure de base d'acides nucléiques.

Qu'est-ce que l'hypoxanthine guanine phosphoribosyltransférase?

L'enzyme tétramère est formée d'hypoxanthine et de guanine Hypoxanthine guanine phosphoribosyl transférase.

Les tétramères sont des macromolécules constituées de quatre blocs de construction similaires, plus précisément de monomères. L'enzyme est l'une des plus importantes dans le métabolisme des purines des eucaryotes, elle est sensible aux changements géniques et peut provoquer des déviations chez l'homme par des mutations génétiques, qui sont exprimées dans certaines maladies métaboliques. Tels sont par exemple B. Syndromes de Lesch-Nyhan et Kelley-Seegmiller.

Fonction, effet et tâches

L'enzyme hypoxanthine-guanine-phosphoribosyltransférase augmente le métabolisme des purines et son efficacité énergétique.

Ceci est basé sur des bases puriques, qui sont des acides nucléiques qui sont structurellement dérivés de la purine. Ce sont la xanthine, l'hypoxanthine, l'adénine et la guanine, qui se fixent à d'autres bases par des liaisons hydrogène. Ces liaisons ont une influence majeure sur la double hélice et la réplication de l'ADN et jouent un rôle dans la biosynthèse des protéines.

Les bases puriques peuvent être recyclées par deux enzymes. En plus de l'hypoxanthine guanine phosphoribosyl transférase, il s'agit de l'adénine phosphoribosyl transférase. Les deux forment un nucléotide à travers un résidu phosphoribosyle, qui à son tour est un élément constitutif de base des acides nucléiques dans l'ADN et l'ARN. La molécule se compose de sucre, de base et de phosphate et contrôle les fonctions de régulation vitales dans les cellules. Pendant l'accumulation, l'ATP est économisé et la formation d'acide urique est réduite.

Si les bases de purine sont recyclées, on parle de voie de récupération. Il s'agit d'un terme général pour les voies métaboliques dans lesquelles une synthèse de biomolécule résulte de produits de dégradation. L'organisme effectue son propre processus de recyclage, selon lequel environ 90% des bases puriques sont réutilisées et 10% sont effectivement excrétées. Cela montre l'efficacité du recyclage des bases puriques et l'importance de l'hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transférase.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

Si des mutations se produisent dans le gène HPRT, la taille et les acides aminés peuvent changer. Cela peut être l'incorporation de séquences d'ADN ou de nucléotides supplémentaires, qui à son tour conduit à une production incorrecte du produit génique qui est codé sur le gène respectif, ou même à la suppression de la séquence entière. Est-ce que z. B. modifie la séquence d'acides aminés, des maladies telles que la goutte surviennent.

Les maladies métaboliques telles que le syndrome de Lesch-Nyhan résultant d'un défaut génétique sont particulièrement graves. Ceci est hérité de manière récessive liée à l'X, ce qui signifie qu'il affecte principalement les hommes qui n'ont qu'un seul chromosome X. Le défaut génétique peut être présent chez la femme, mais il ne se manifeste comme une maladie que lorsque les deux chromosomes X sont touchés, ce qui est relativement rare. Le plus souvent, le deuxième chromosome X compense le défaut du premier.

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Maladies et troubles

Le syndrome se manifeste par une carence en hypoxanthine guanine phosphoribosyl transférase. L'enzyme n'est pas produite en raison du défaut génétique. En raison de la mutation et d'un manque de recyclage et de conversion des bases guanine et hypoxanthine, une accumulation des bases puriques se produit, qui doivent être accumulées et excrétées par l'organisme.

La dégradation a lieu via le produit intermédiaire xanthine, qui est converti en acide urique et excrété par les reins. Si ce processus est restreint, des cristaux d'acide urique se forment dans la zone des articulations, ce qui déclenche d'autres crises de goutte. L'enzyme n'est plus produite, le taux d'acide urique dans les tissus et le sang augmente et le système nerveux central est perturbé.

Le syndrome de Lesch-Nyhan n'est pas directement visible à la naissance. Une position notable des jambes et la tendance de l'enfant à bouger peu et à se développer plus lentement ne sont visibles qu'après une dizaine de mois. Le syndrome est faible et sévère. Une augmentation de la sécrétion d'acide urique et des crises de goutte plus légères sont la forme la plus bénigne, avec des symptômes graves, comme l'automutilation, une déficience mentale grave et une agression. L'automutilation se produit par des morsures de doigts ou de lèvres. En mordant les extrémités, on peut souvent observer que les personnes touchées limitent leur autoagression à une seule main. L'agression, à son tour, est souvent dirigée contre des personnes proches de vous, comme des frères et sœurs ou des parents.

La forme la plus grave de la maladie se caractérise par de multiples dysfonctionnements neurologiques et une tendance très prononcée à l'automutilation. Le syndrome se manifeste par une spasticité, une dystonie, une hypotonie, une choréoathétose et une volonté accrue de réagir aux réflexes. Les qualités mentales et le développement sont sévèrement limités. Dans cette condition, le syndrome peut également entraîner la mort dans une mesure particulièrement drastique.

La maladie est diagnostiquée grâce à une image médicale. Le taux d'acide urique dans l'urine et le sang est mesuré et l'activité de l'hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransférase dans les tissus et le sang. Ce dernier est fortement réduit et peut également être présent avant la naissance.

Le traitement de la maladie est difficile. La guérison n'est pas possible et sans traitement, l'enfant meurt dans les premières années de sa vie. Dans certains cas, les dents de lait doivent être extraites à titre préventif. D'autres approches thérapeutiques comprennent la réduction des taux d'acide urique à l'aide de médicaments tels que l'allopurinol, qui agit comme un inhibiteur de la goutte. Les bases puriques ne sont pas recyclées, mais l'acide urique se décompose mieux. Les troubles, infections et lésions nerveuses respectifs sont également traités et un régime spécial est conseillé, qui ne contient généralement pas de viande et est pauvre en purine.

Des recherches sont également menées sur les effets secondaires psychosomatiques de la stimulation cérébrale profonde. La médecine espère que cela empêchera l'agression et l'automutilation. Le syndrome de Kelley-Seegmiller, en revanche, est la forme la plus légère de déficit en hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransférase. Ici aussi, trop d'acide urique est produit et des maladies de goutte précoces surviennent. Les premiers signes du syndrome sont des cristaux orange dans la couche de l'enfant, des infections des voies urinaires et une lithiase urinaire. La goutte ou l'arthrite aiguë se développent pendant la puberté.

Un sous-développement mental et des auto-attaques, comme ils se produisent avec le syndrome de Lesch-Nyhan, ne sont pas le cas, tout au plus peuvent-ils conduire à des troubles de l'attention. Un traitement précoce permet généralement aux personnes touchées d'avoir une espérance de vie normale.