Malli virginiantupakan (*Nicotiana tabacum*) protoporfyrinogeenioksidaasin rakenteesta
**Protoporfyrinogeenioksidaasi** tai **protoporfyrinogeeni IX-oksidaasi** on oksidoreduktaaseihin kuuluva entsyymi, joka katalysoi protoporfyrinogeeni IX:n hapettumista protoporfyriini IX:ksi. Entsyymiä esiintyy eläimissä, kasveissa, sienissä ja eräissä bakteereissa. Protoporfyrinogeenioksidaasi on osa hemin, klorofyllin ja eräiden muiden porfyriinien biosynteesiä. Protoporfyrinogeenioksidaasin EC-numero on EC 1.3.3.4.

Rakenne ja toiminta
-------------------

Protoporfyrinogeenioksidaasi on rakenteeltaan kahdesta alayksiköstä koostuva dimeeri. Ihmisen entsyymin molekyylimassa on 100–110 kDa. Eläimissä entsyymiä esiintyy solujen mitokondrioiden sisäkalvolla. Kasveilla on kaksi isotsyymiä, joista toinen esiintyy kloroplasteissa ja toinen mitokondrioissa. Protoporfyrinogeenioksidaasi vaatii toimiakseen FAD-molekyylin. Hapettimena reaktiossa toimii happi.

Protoporfyrinogeenioksidaasin katalysoiman reaktion mekanismi koostuu neljästä tyydyttymättömän hiilten välisen sidoksen muodostamisesta. Entsyymin koentsyyminä toimiva FAD ottaa vastaa protonin protoporfyrinogeeni IX:n hiiliatomilta, joka sijaitsee pyrrolirenkaiden välissä. Protoninsiirtoa avustaa pyrrolirenkaan typpiatomin vapaa elektronipari ja muodostuu konjuguitunut aromaattinen rakenne. Samalla FAD pelkistyy FADH:ksi. Happi hapettaa pelkistyneen koentsyymin FAD:ksi ja pelkistyy itse vetyperoksidiksi. Tämä reaktiosarja toistuu vielä kolme kertaa ja tuotteeksi muodostuu protoporfyriini IX:ää.

Harvinaisessa porfyrioihin kuuluvassa perinnöllisessä sairaudessa porfyria variegatassa protoporfyrinogeenioksidaasin toiminta on puutteellista, minkä vuoksi protoporfyrinogeeni IX:ää kertyy elimistöön. Yhdiste aiheuttaa happiradikaalien muodostumista, mikä aiheuttaa iho-oireita auringonvalon vaikutuksesta, huonovointisuutta, levottomuutta ja unettomuutta ja maksan toiminnan heikentymistä. Monet herbisidit esimerkiksi difenyylieetterit kuten asifluorfeeni ja oksifluorfeeni ja eräät ftaali-imidijohdannaiset estävät protoporfyrinogeenioksidaasin toimintaa. Nämä aineet ovat entsyymin kilpailevia inhibiittoreita ja sitoutuvat protoporfyrinogeeni IX:n tilalle entsyymiin.

Lähteet
-------

1. ↑  EC 1.3.3.4 - protoporphyrinogen oxidase Brenda. Viitattu 9.7.2018. (englanniksi)
2. 1 2 3 4  Karl Kadish,Kevin M. Smith,Roger Guilard: *The Porphyrin Handbook*, s. 84–90. Elsevier, 2007. ISBN 978-0123932228. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 9.7.2018). (englanniksi)
3. ↑  Martin Warren,Alison Smith: *Tetrapyrroles*, s. 79–80. Springer, 2009. ISBN 978-0-387-78517-2. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 6.7.2018). (englanniksi)
4. ↑  Kaisa Timonen, Pauliina Nuutinen & Raili Kauppinen: Iho-oireiset hepaattiset porfyriat.  *Duodesim*, 2012, 128. vsk, nro 121247-1255. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 3.7.2018.
5. ↑  J. G. Salway: *Medical biochemistry at a glance*, s. 108–109. Wiley-Blackwell, 2006. ISBN 978-1-4051-1322-9. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
6. ↑  Jack R. Plimmer, Judith M. Bradow, Christopher P. Dionigi, Richard M. Johnson & Suhad Wojkowski: *Herbicides, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology*, John Wiley & Sons, New York, 2004. Viitattu 9.7.2018
7. ↑  Bertold Hock, Erich F. Elstner: *Plant Toxicology*, s. 252–253. CRC Press, 2004. ISBN 9780203023884. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)