3.3. Определение активности ксантиноксидазы

Наряду с лейкоцитами, обладающими специализированным генератором супероксидного радикала, источником массированной продукции О₂ может выступать и ксантиноксидаза (КФ: 1.2.3.2). В тканях организма (преимущественно на эндотелиальных клетках) этот белок представлен в основном в форме мембранносвязанной ксантиндегидрогеназы (КФ: 1.2.1.37), катализирующей превращение гипоксантина и ксантина в мочевую кислоту:

Гипоксантин + Н₂О + НАД⁺ → Ксантин + НАДН + H⁺

Ксантин + Н₂О + НАД ⁺ → Урат + НАДН + H⁺.

Причем механизмы действия этих двух функциональных форм фермента принципиально различаются. И лишь около 10 % от суммарного содержания этого белка на эндотелии находится в трансформированной оксидазной форме, использующей в качестве акцептора электронов не пиридиннуклеотид, а молекулярный кислород:

Гипоксантин + Н₂О + 2О₂ → Ксантин + 2О₂ + 2H⁺

Ксантин + Н₂О + 2О₂ → Урат + 2О₂ + 2Н⁺.

Ксантиноксидаза и ксантиндегидрогеназа обеспечивают утилизацию всего «лишнего» ксантина, который при недостаточной утилизации способен вызывать миалгии и инфаркты почек.

Ксантиноксидаза и ксантиндегидрогеназа присутствуют практически во всех тканях животного организма. Наивысшей удельной активностью эти две функциональные формы обладают в печени, в цитозоле гепатоцитов, Купферовских клеток и эндотелиальных клеток. После печени по количеству ксантиноксидазы (ксантиндегидрогеназы) следуют слизистая оболочка тонкого кишечника, а затем почки и головной мозг, однако в данных органах удельная активность ксантиноксидазы довольно низка.

В условиях окислительного стресса происходит ускоренная конверсия ксантиндегидрогеназы в ксантиноксидазу. Пусковым механизмом этого процесса является Са-зависимый протеолиз. Установлено также, что трансформация ксантиндегидрогеназы в ксантиноксидазу может осуществляться и с помощью принципиально обратимого процесса: окислением SH-групп этого фермента до дисульфидов. В результате такой трансформации характер катализируемой реакции изменяется, и одновременно с мочевой кислотой начинает образовываться супероксид-анион кислорода. В результате этого в клетках происходит дополнительное увеличение концентрации свободных радикалов.