Language
Country/Area
No result found
Hoạt động của enzyme được tiết lộ: Vai trò của aldehyde dehydrogenase trong quá trình phát triển ung thư là gì?
Aldehyde dehydrogenase (ALDH) là một nhóm enzyme xúc tác quá trình oxy hóa aldehyde và đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh học, đặc biệt là trong quá trình phát triển ung thư. Các nhà khoa học đã xác định được mười chín gen ALDH trong bộ gen người có liên quan đến quá trình giải độc aldehyde, bao gồm quá trình phân hủy aldehyde ngoại sinh và nội sinh. Đặc biệt, ALDH2 và ALDH1 có liên quan chặt chẽ đến quá trình oxy hóa anđehit và có chức năng sinh lý quan trọng ở nhiều mô.
Aldehyde dehydrogenase là một loại enzyme đa hình có chức năng chuyển hóa anđehit thành axit cacboxylic, có ảnh hưởng quyết định đến các quá trình trao đổi chất.
Cấu trúc và chức năng của aldehyde dehydrogenase
Ở động vật có vú, aldehyde dehydrogenase được chia thành ba lớp khác nhau: lớp I (Km thấp, tế bào chất), lớp II (Km thấp, ty thể) và lớp III (Km cao, chủ yếu được biểu hiện trong khối u, dạ dày và giác mạc). Cả ba loại đều tồn tại dưới dạng cấu thành và quy nạp. Trong số đó, ALDH1 và ALDH2 là những enzyme quan trọng nhất trong quá trình oxy hóa anđehit và cả hai đều là tetramer bao gồm các tiểu đơn vị 54 kDa.
Các trang web và cơ chế hoạt động
Vị trí hoạt động của aldehyde dehydrogenase về cơ bản được bảo tồn trong các enzyme khác nhau. Mặc dù số lượng axit amin trong tiểu đơn vị có thể thay đổi, nhưng chức năng của nó về cơ bản vẫn không thay đổi. Vị trí hoạt động có thể liên kết với một phân tử aldehyde và một phân tử NAD+ hoặc NADP+, đóng vai trò là cofactor. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các phân tử cystine và glutamate trong vị trí hoạt động tương tác với các chất nền aldehyde.
Trong phản ứng phụ thuộc NAD(P)+ này, các anđehit đi vào vị trí hoạt động của enzim và được chuyển hóa thành axit cacboxylic thông qua một loạt các phản ứng hóa học.
Cơ chế của các phản ứng này bao gồm nhiều bước, trong đó các liên kết cacbon-hydro của phân tử aldehyde giải phóng các proton hydro để tạo thành NAD(P)H, sau đó các phân tử nước tiếp tục tham gia vào phản ứng xúc tác để thúc đẩy sự hình thành các sản phẩm.
Thiếu hụt ALDH và bệnh lý
ALDH2 đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa rượu, giúp duy trì nồng độ acetaldehyde trong máu ở mức thấp. Khi hoạt động của ALDH2 không đủ, nồng độ acetaldehyde trong máu sẽ tăng lên, gây ra các triệu chứng của "phản ứng đỏ bừng do rượu" như đỏ bừng mặt, đánh trống ngực và buồn nôn, còn được gọi là "hội chứng đỏ bừng mặt kiểu Châu Á".
Dạng đột biến của ALDH2, ALDH2*2, khá phổ biến ở các khu vực như Nhật Bản và Đài Loan, và có liên quan đến nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư thực quản và ung thư thanh quản.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đột biến ở ALDH2 có thể dẫn đến quá trình thanh thải acetaldehyde chậm hơn, điều này có thể giải thích tại sao tỷ lệ nghiện rượu ở những vùng này lại thấp hơn. Hiện tượng này cũng khiến đột biến ALDH2 có liên quan chặt chẽ với nguy cơ ung thư gia tăng.
Mối quan hệ giữa aldehyde dehydrogenase và các bệnh khác
Ngoài ra, biểu hiện ALDH còn liên quan đến nhiều bệnh thoái hóa thần kinh như bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng biểu hiện gen và hoạt động của enzyme giảm đáng kể ở những bệnh nhân mắc các bệnh này, điều này có thể liên quan đến aldehyde có nguồn gốc từ quá trình oxy hóa lipid độc hại.
Việc ức chế aldehyde dehydrogenase được cho là một trong những cơ chế gây bệnh dẫn đến bệnh Parkinson, điều này càng nhấn mạnh thêm tầm quan trọng về mặt sinh lý của loại enzyme này.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các mô hình chuột thiếu ALDH biểu hiện suy giảm hiệu suất vận động và tình trạng suy giảm trí nhớ liên quan đến tuổi tác tương tự như bệnh Parkinson, điều này cung cấp góc nhìn mới để hiểu về bệnh lý thần kinh.
Tóm tắt và triển vọng tương lai
Aldehyde dehydrogenase đóng vai trò không thể thay thế trong cơ thể và vai trò của nó trong quá trình oxy hóa aldehyde và lý thuyết chống ung thư đang dần được khám phá sâu hơn. Hiểu được tầm quan trọng của các enzyme này trong việc phòng ngừa ung thư, chuyển hóa rượu và các bệnh thoái hóa thần kinh có thể mang lại những ý tưởng mới cho các phương pháp điều trị trong tương lai. Khi nghiên cứu về ALDH tiếp tục được mở rộng, chúng ta không khỏi thắc mắc: Những enzyme này có thể tiết lộ cho chúng ta những bí ẩn nào khác của cuộc sống?
