Оксигеназы

Оксигеназы — это ферменты класса оксидоредуктаз, катализирующие реакции присоединения к субстрату двух атомов молекулярного кислорода. Это ключевое отличие от гидроксилаз, которые встраивают в субстрат только один атом кислорода, используя второй для образования воды.

Основные функции оксигеназ:

• Расщепление гидроксилированных алициклических или ароматических колец в различных метаболических путях.
• Участие в синтезе и деградации важных биологических молекул, таких как сигнальные соединения, пигменты и медиаторы воспаления.

Оксигеназы широко распространены в живой природе:

• У растений: классическим примером является липоксигеназа, участвующая в метаболизме жирных кислот и формировании ароматов.
• У животных: многие оксигеназы (например, цитохром P450-зависимые монооксигеназы, которые, несмотря на название, часто проявляют оксигеназную активность) содержатся в микросомной фракции клеток печени и играют crucial роль в детоксикации ксенобиотиков и синтезе стероидов.

Современный контекст

Современная классификация и понимание функций оксигеназ значительно углубились. Их теперь чётко разделяют на два основных типа в зависимости от источника атомов кислорода:

1. Диоксигеназы — включают в субстрат оба атома молекулы O₂.
2. Монооксигеназы (или гидроксилазы смешанной функции) — включают один атом O₂ в субстрат, а второй восстанавливают до воды. Многие ферменты, ранее описывавшиеся просто как оксигеназы, сегодня относятся к этой группе.

Открыты новые важные семейства оксигеназ, такие как 2-оксоглутарат-зависимые диоксигеназы, играющие ключевую роль в регуляции экспрессии генов (деметилирование ДНК и гистонов), синтезе коллагена и клеточной адаптации к гипоксии (через фактор HIF). Исследования оксигеназ активно ведутся в контексте разработки лекарств, изучения рака и процессов старения.