Wikipedia preview

出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2014/04/23 01:02:19」(JST)

wiki ja

キサンチンデヒドロゲナーゼ（xanthine dehydrogenase、XDH）は、ヒトではXDH遺伝子にコードされているタンパク質である^[1]^[2]。

機能

キサンチンデヒドロゲナーゼは、プリン類の酸化的代謝に関連するモリブデン含有ヒドロキシラーゼに属する。この酵素はホモ二量体である。キサンチンデヒドロゲナーゼは、可逆的スルフヒドリル酸化または非可逆的タンパク質修飾によりキサンチンオキシダーゼに変換される^[1]。

キサンチンデヒドロゲナーゼは以下の反応を触媒する：

キサンチン + NAD⁺ + H₂O 尿酸 + NADH + H⁺

この酵素の基質はキサンチン、NAD⁺とH₂Oで、生成物は尿酸、NADHとH⁺である。

この酵素は酸化還元酵素に属し、NAD⁺またはNADP⁺を受容体としてCH基またはCH₂基に特異的に作用する。組織名はxanthine:NAD⁺ oxidoreductaseで、別名にNAD⁺-xanthine dehydrogenase、xanthine-NAD⁺ oxidoreductase、xanthine/NAD⁺ oxidoreductase、xanthine oxidoreductaseがある。プリン代謝酵素の一つである。

出典

^ ^a ^b “Entrez Gene: XDH xanthine dehydrogenase”. 2008年12月19日閲覧。
^ Ichida K, Amaya Y, Noda K, Minoshima S, Hosoya T, Sakai O, Shimizu N, Nishino T (November 1993). “Cloning of the cDNA encoding human xanthine dehydrogenase (oxidase): structural analysis of the protein and chromosomal location of the gene”. Gene 133 (2): 279–84. doi:10.1016/0378-1119(93)90652-J. PMID 8224915.

参考文献

Battelli MG, Lorenzoni E (1982). “Purification and properties of a new glutathione-dependent thiol:disulphide oxidoreductase from rat liver”. Biochem. J. 207 (1): 133–8. PMC 1153833. PMID 6960894.
Corte ED, Stirpe F (1972). “The regulation of rat liver xanthine oxidase. Involvement of thiol groups in the conversion of the enzyme activity from dehydrogenase (type D) into oxidase (type O) and purification of the enzyme”. Biochem. J. 126 (3): 739–45. PMC 1178433. PMID 4342395.
PARZEN SD, FOX AS (1964). “PURIFICATION OF XANTHINE DEHYDROGENASE FROM DROSOPHILA MELANOGASTER”. Biochim. Biophys. Acta. 92: 465–71. PMID 14264879.
Rajagopalan KV, Handler P (1967). “Purification and properties of chicken liver xanthine dehydrogenase”. J. Biol. Chem. 242 (18): 4097–107. PMID 4294045.
Smith ST, Rajagopalan KV, Handler P (1967). “Purification and properties of xanthine dehydroganase from Micrococcus lactilyticus”. J. Biol. Chem. 242 (18): 4108–17. PMID 6061702.
Parschat K, Canne C, Huttermann J, Kappl R, Fetzner S (2001). “Xanthine dehydrogenase from Pseudomonas putida 86: specificity, oxidation-reduction potentials of its redox-active centers, and first EPR characterization”. Biochim. Biophys. Acta. 1544 (1-2): 151–65. PMID 11341925.
N, Nishino T; Amaya, Y; Noda, K; Minoshima, S; Hosoya, T; Sakai, O; Shimizu, N; Nishino, T (1993). “Cloning of the cDNA encoding human xanthine dehydrogenase (oxidase): structural analysis of the protein and chromosomal location of the gene”. Gene. 133 (2): 279–84. doi:10.1016/0378-1119(93)90652-J. PMID 8224915.
Enroth C, Eger BT, Okamoto K, Nishino T, Nishino T, Pai EF (2000). “Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and xanthine oxidase: structure-based mechanism of conversion”. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 97 (20): 10723–8. doi:10.1073/pnas.97.20.10723. PMC 27090. PMID 11005854.
C; Theis, K; Leimkühler, S; Rappa, R; Rajagopalan, KV; Kisker, C (Camb). “Crystal structures of the active and alloxanthine-inhibited forms of xanthine dehydrogenase from Rhodobacter capsulatus”. S Structure. (1): 115–25. PMID 11796116.
Hille R (1996). “The Mononuclear Molybdenum Enzymes”. Chem. Rev. 96 (7): 2757–2816. doi:10.1021/cr950061t. PMID 11848841.
Meneshian A, Bulkley GB (2002). “The physiology of endothelial xanthine oxidase: from urate catabolism to reperfusion injury to inflammatory signal transduction.”. Microcirculation (New York, N.Y. : 1994) 9 (3): 161–75. doi:10.1038/sj.mn.7800136. PMID 12080414.
Xu P, Huecksteadt TP, Harrison R, Hoidal JR (1995). “Molecular cloning, tissue expression of human xanthine dehydrogenase.”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 215 (1): 429. doi:10.1006/bbrc.1995.2482. PMID 7575623.
Xu P, Zhu XL, Huecksteadt TP, et al. (1995). “Assignment of human xanthine dehydrogenase gene to chromosome 2p22.”. Genomics 23 (1): 289–91. doi:10.1006/geno.1994.1498. PMID 7829092.
Minoshima S, Wang Y, Ichida K, et al. (1994). “Mapping of the gene for human xanthine dehydrogenase (oxidase) (XDH) to band p23 of chromosome 2.”. Cytogenet. Cell Genet. 68 (1-2): 52–3. doi:10.1159/000133887. PMID 7956358.
Rytkönen EM, Halila R, Laan M, et al. (1994). “The human gene for xanthine dehydrogenase (XDH) is localized on chromosome band 2q22.”. Cytogenet. Cell Genet. 68 (1-2): 61–3. doi:10.1159/000133890. PMID 7956361.
Xu P, Huecksteadt TP, Harrison R, Hoidal JR (1994). “Molecular cloning, tissue expression of human xanthine dehydrogenase.”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 199 (2): 998–1004. doi:10.1006/bbrc.1994.1328. PMID 8135849.
Ichida K, Amaya Y, Noda K, et al. (1993). “Cloning of the cDNA encoding human xanthine dehydrogenase (oxidase): structural analysis of the protein and chromosomal location of the gene.”. Gene 133 (2): 279–84. doi:10.1016/0378-1119(93)90652-J. PMID 8224915.
Satoh A, Sasago S, Takahashi S, Kato N (1993). “Regulation of xanthine dehydrogenase in rat liver in response to peroxisome proliferators.”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 195 (2): 751–7. doi:10.1006/bbrc.1993.2109. PMID 8373410.
Xu P, Huecksteadt TP, Hoidal JR (1997). “Molecular cloning and characterization of the human xanthine dehydrogenase gene (XDH).”. Genomics 34 (2): 173–80. doi:10.1006/geno.1996.0262. PMID 8661045.
Saksela M, Raivio KO (1996). “Cloning and expression in vitro of human xanthine dehydrogenase/oxidase.”. Biochem. J. 315 ( Pt 1): 235–9. PMC 1217176. PMID 8670112.
Many A, Westerhausen-Larson A, Kanbour-Shakir A, Roberts JM (1996). “Xanthine oxidase/dehydrogenase is present in human placenta.”. Placenta 17 (5-6): 361–5. doi:10.1016/S0143-4004(96)90061-2. PMID 8829220.
Hellsten Y, Frandsen U, Orthenblad N, et al. (1997). “Xanthine oxidase in human skeletal muscle following eccentric exercise: a role in inflammation.”. J. Physiol. (Lond.) 498 ( Pt 1): 239–48. PMC 1159248. PMID 9023782.
Ichida K, Amaya Y, Kamatani N, et al. (1997). “Identification of two mutations in human xanthine dehydrogenase gene responsible for classical type I xanthinuria.”. J. Clin. Invest. 99 (10): 2391–7. doi:10.1172/JCI119421. PMC 508078. PMID 9153281.
Rouquette M, Stevens C, Blake DR, et al. (1998). “Expression of xanthine oxidase activity in human endothelial cells as a function of cell density.”. Biochem. Soc. Trans. 25 (3): 532S. PMID 9388748.
Newaz MA, Adeeb NN (2000). “Detection of xanthine oxidase in human plasma.”. Med. J. Malaysia 53 (1): 70–5. PMID 10968141.
Martelin E, Palvimo JJ, Lapatto R, Raivio KO (2000). “Nuclear factor Y activates the human xanthine oxidoreductase gene promoter.”. FEBS Lett. 480 (2-3): 84–8. doi:10.1016/S0014-5793(00)01909-8. PMID 11034305.
Stiborová M, Frei E, Sopko B, et al. (2002). “Carcinogenic aristolochic acids upon activation by DT-diaphorase form adducts found in DNA of patients with Chinese herbs nephropathy.”. Carcinogenesis 23 (4): 617–25. doi:10.1093/carcin/23.4.617. PMID 11960915.
Frederiks WM, Vreeling-Sindelárová H (2002). “Ultrastructural localization of xanthine oxidoreductase activity in isolated rat liver cells.”. Acta Histochem. 104 (1): 29–37. doi:10.1078/0065-1281-00629. PMID 11993848.
Cejková J, Ardan T, Filipec M, Midelfart A (2003). “Xanthine oxidoreductase and xanthine oxidase in human cornea.”. Histol. Histopathol. 17 (3): 755–60. PMID 12168784.

UpToDate Contents

全文を閲覧するには購読必要です。 To read the full text you will need to subscribe.

1. 痛風再発の予防 prevention of recurrent gout
2. グルコース-6-リン酸脱水素酵素欠損症の診断および治療 diagnosis and treatment of glucose 6 phosphate dehydrogenase deficiency
3. 腫瘍崩壊症候群：定義、発病メカニズム、臨床症状、原因および危険因子 tumor lysis syndrome definition pathogenesis clinical manifestations etiology and risk factors
4. 乳酸脱水素酵素欠損症 lactate dehydrogenase deficiency
5. グルコース-6-リン酸脱水素酵素欠損症の臨床症状 clinical manifestations of glucose 6 phosphate dehydrogenase deficiency

Japanese Journal

酵素関係(アイソザイムを含む) キサンチンオキシダーゼ (広範囲血液・尿化学検査,免疫学的検査(第7版・1)その数値をどう読むか) -- (生化学的検査(1))

日高雄二
日本臨床 67(-) (968), 553-555, 2009-12
NAID 40016874555

新規キサンチンオキシダーゼ・キサンチンデヒドロゲナーゼ阻害剤フェブキソスタット(TMX-67)は, 高尿酸血症の病型によらず尿酸低下作用を発揮する : PK/PDモデル解析による考察

向吉政展,望月勉,村谷恵美子,西村真一,高浜茂博,米澤博,武田健治,草川元一,塩原一隆,近藤史郎
痛風と核酸代謝 = Gout and nucleic acid metabolism 29(1), 70, 2005-06-01
NAID 10016635040

Related Pictures

★リンクテーブル★

リンク元	「尿酸」「キサンチン脱水素酵素」
関連記事	「キサンチン」「ヒドロ」

「尿酸」

検索
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

キサンチンデヒドロゲナーゼ
識別子
EC番号	1.17.1.4
CAS登録番号	9054-84-6
データベース
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
KEGG	KEGG entry
MetaCyc	metabolic pathway
PRIAM	profile
PDB構造	RCSB PDB PDBe PDBsum
遺伝子オントロジー	AmiGO / EGO
検索
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

　　[★]

英: uric acid, UA
同: 2,6,8-トリヒドロキシプリン 2,6,8-trihydroxypurine
関: 結石、アロプリノール、ウリカーゼ法、痛風、リンタングステン酸法

概念

プリン代謝の最終産物

物性

分子式：C₅H₄N₄O₃
溶解度：溶解度 70mg/L　　水に不溶
構造式：

     O
　　 ||
　　／C＼ ／N＼
　N      C     ＼
　|     ||       C=O
  C　　　C     ／
//  ＼N／ ＼N／ 
O

解離定数

pK1＝5.8
pK2＝10.3

pH↓→非電離型の尿酸↑→尿酸溶解度↓

-NH-CO- (エノール型)　⇔　-NH-C(OH)- (ケト型)　　(FB.482)
ケト型の尿酸は電離しており、尿酸の電離型はpH↑で増加、pH↓で減少する。非電離型はpH↑で減少、pH↓で増加する。

物性のまとめ

温度が低いほど、pHが低いほど析出しやすい (GOO.706)

　→　腫瘍崩壊症候群における尿酸腎症を予防するために尿をアルカリ化して尿酸結晶の析出を防ぐし、末梢で尿酸結晶が形成されやすい。

生理作用

キサンチンにキサンチンデヒドロゲナーゼが働くことで尿酸が生成される。
尿酸は強力な抗酸化活性を有し、ヒドロキシラジカルを消去する。

尿酸の合成系路

代謝の制御 (PPC.842)

de novo pathway

the cellular level of PRPP is the most important determinant of de novo purine synthesis
high de novo pathway activity increases purine turnover, resulting in higher plasma uric acid concentrations

salvage pathway

increased salvage pathway activity leads to devrease de novo synthesis and reduced plasma uric acid level

1. increased scavenging activity depletes cells of PRPP, thus decreasing the rate of de novo purine synthesis
2. the salvage pathway leads to the generation of more ATP and GTP. Increased levels of these nucletide inhibit amidoPRT in a feedback manner, also resulting in decreasd de novo purine synthesis.

尿酸の排泄

参考1

4コンパートメントモデルによれば尿酸は(1)糸球体濾過の後、近位尿細管で(2)ほとんど全て再吸収され、(3)S2 segmentで50%が再分泌され、さらに(4)S3 segmentで再吸収されるという。
尿酸排泄に関わる運搬体：URAT1, Glut9. これらは有機酸トランスポーター(OAT)の一員である。
尿酸/有機酸陽イオン交換体(URAT1運搬体)は尿酸に特異的で有機酸トランスポーターとは別の運搬体である。11q13のSLC22A12遺伝子にコードされている。
URAT1は近位尿細管管腔側の膜上に発現している。
乳酸、ニコチン酸、アセト酢酸、ヒドロキシ酪酸、などの有機酸が近位尿細管上皮細胞内に蓄積すると、尿細管腔から尿酸を取り入れて有機酸を排泄する。
これが有機酸血症のときに高尿酸血症をきたす原因である。　→　飢餓(ケトン体増加)、von Gierke病(乳酸増加)のときに高尿酸血症をきたすのはこのため。

SP.807

近位尿細管上皮細胞の管腔側膜に尿酸を再吸収して有機酸を分泌するURAT1という交換輸送体が存在する。
また管腔側膜にはナトリウムとアニオンを再吸収する共輸送体が存在する。
基底側膜には血管側から尿細管上皮細胞内にアニオンを取り込む有機アニオン輸送体 OATが存在する。
正常では尿酸の排泄率は10%、pyrazinoateを投与すると1%、プロベネシド(有機酸輸送の抑制薬)を投与すると50%となる。

上記のメカニズムが存在するため、近位尿細管でナトリウムの再吸収が亢進する状態、あるいは血液内に有機酸が豊富に存在する状況では尿細管上皮内におけるアニオンの濃度が上昇する。この結果、URAT1による有機酸の排泄、尿酸の再吸収が起こる事になる　→　高尿酸血症
近位尿細管でのナトリウム再吸収が亢進する状態とは、利尿薬を使用した場合に起こるとされている。利尿薬の使用により組織灌流量が減少するので、RAA系の亢進あるいはNAの産生が増加し近位尿細管におけるナトリウムと水の再吸収が増加すると共に尿酸の再吸収も増加する(renal pathophysiology 3rd edition p.123)。