Diamiinioksidaasi

Diamiinioksidaasi eli histaminaasi on entsyymi, joka katalysoi eräiden diamiinien kuten histamiinin, agmatiinin, putreskiinin ja spermiinin hapettamista aminoaldehydeiksi. Entsyymiä esiintyy niin arkeoneissa, bakteereissa kuin aitotumaisissa eliöissäkin ja sillä on useita biologisia tehtäviä. Diamiinioksidaasin EC-numero on EC 1.4.3.22.

Rakenne, biologinen rooli ja reaktiomekanismi 
Rakenteeltaan diamiinioksidaasi on kahdesta samanlaisesta alayksiköstä koostuva homodimeeri ja ihmisen entsyymin molekyylimassa on noin 160–200 kDa. Entsyymi vaatii toimiakseen kofaktorikseen topakinonin eli 2,4,5-trihydroksifenyylialaniinikinonin, joka koordinoituu kupari-ioneihin. Kupari-ionit ovat välttämättömiä entsyymin aktiivisuuden kannalta. Diamiinioksidaasi hapettaa diamiineja, kuten histamiinia, putreskiinia, spermiiniä, agmatiinia, kadaveriiniä sekä eräitä monoamiineja kuten dopamiinia, fenyylietyyliamiinia, tryptamiinia ja bentsyyliamiinia aminoaldehydeiksi tai aldehydeiksi. Monoamiinit hapettuvat lähinnä silloin, kun niiden konsentraatio on suuri. Lisäksi muodostuu vetyperoksidia ja ammoniakkia.

Nisäkkäillä diamiinioksidaasin aktiivisuus on suurimmillaan veressä, suolistossa, munuaisissa, maksassa, keuhkoissa ja istukassa raskauden aikana. Nisäkkäillä, sammakkoeläimillä ja matelijoilla ei ole juurikaan diamiinioksidaasiaktiivisuutta aivoissa, mutta sen sijaan linnuilla aktiivisuus on aivoissa kohtalainen ja kalojen aivoissa suuri. Diamiinioksidaasi inaktivoi polyamiinien biologisia vaikutuksia ja sillä saattaa olla rooli allergioissa ja solujen kasvun säätelyssä. Entsyymiä markkinoidaan ravintolisänä histamiiniyliherkkyyden eli histamiini-intoleranssin hoitoon, mutta sen hyödystä ei ole tieteellistä näyttöä. Aminoaldehydit syklisoituvat helposti muodostaen pyrrolidiini- ja piperidiinirenkaita ja esimerkiksi kasveissa entsyymillä on rooli näitä rakenteita sisältävien alkaloidien biosynteesissä.

Diamiinioksidaasin kaltalysoiman reaktion mekanismin ensimmäisessä vaiheessa diamiinin aminoryhmä reagoi entsyymiin sitoutuneen topakinonin kanssa muodostaen karbinoliamiinivälivaiheen, joka muuttuu imiiniksi eli Schiffin emäkseksi. Tämä imiini hydrolysoituu vapauttaen aldehydin ja koentsyymistä muodostuu aminokinoliojhdannainen. Aminokinoli hapettuu takaisin topakinoniksireagoidessaan hapen ja veden kanssa ja kupari-ionit katalysoivat tätä reaktiota.  Samalla muodostuu ammoniakkia ja vetyperoksidia. Entsyymin inhibiittoreita ovat esimerkiksi pimagediini eli aminoguanidiini ja semikarbatsidi.

Lähteet

Aiheesta muualla 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): 	Diamine oxidase, EC 1.4.3.22 

Oksidoreduktaasit