Aldehydidehydrogenaasit

Aldehydidehydrogenaasit eli ALDH:t ovat ryhmä entsyymeitä, joita on kaikissa eukaryooteissa, prokaryooteissa ja arkeoneissa. ALDH:t hapettavat palautumattomasti eli irreversibeelisti jonkin aldehydin (R-CHO) sen karboksyylihapoksi (R-COOH) NAD⁺- tai NADP⁺-koentsyymin avulla.^[1] Tämä reaktio on:^[2][3]

R-CHO + NAD(P)⁺ + H₂O → R-COOH + NAD(P)H + H⁺

ALDH:illa on monia EC-numeroita. Muun muassa ihmisessä olevan ALDH2:n EC on 1.2.1.3. ALDH3-ryhmän entsyymien EC taas on 1.2.1.5.^[4] ALDH3-ryhmään kuuluvat muun muassa ihmisessä olevat ALDH3A1 ja ALDH3A2.^[5] Monet ALDH:t muuntavat sisä- ja ulkosyntyisiä aldehydejä vaarattomammiksi. Esimerkkejä ALDH:iden käsittelemistä haitallisista aineista ovat asetaldehydi, formaldehydi, akroleiini, 4-hydroksinonenaali ja malonialdehydi.^[1] Jotkin ALDH:t osallistuvat biosynteeseihin: niitä vaaditaan esimerkiksi alitretinoiinin, tretinoiinin^[6] ja trimetyyliglysiinin tuottoon sekä tetrahydrofolaatin kierrätykseen.^[1]

Toiminta eliöissä

Eri tyyppiset ALDH:t hapettavat vain tiettyjä aldehydejä. Kunkin ALDH:n rooli eliössä määräytyy näiden aldehydien perusteella. Aldehydit ovat elektrofiilejä. Siksi monet niistä voivat liittyä kovalenttisesti ja hallitsemattomasti muihin aineisiin. Liitos voi olla haitallinen. Liitos esimerkiksi DNA:han voi johtaa mutaatioon ja siten solun kuolemaan tai jopa syöpään. Solujen aineenvaihdunnassa – eritoten mitokondrioissa – tapahtuu rasvahappojen härskiintymistä. Tässä muodostuu muun muassa haitallista 4-hydroksinonenaalia ja malonidialdehydiä, jotka tietyt ALDH:t hapettavat vaarattomiksi. Osa ALDH:ista hapettaa myös ympäristöperäisiä aldehydejä. Esimerkiksi ihmisissä etanoli muuntuu haitalliseksi asetaldehydiksi, jonka lähinnä maksan ALDH2 hapettaa etikkahapoksi.^[1]

Vaikka ALDH:iden rooli eliöissä on usein myrkkyjen poisto, osa ALDH:ista on tärkeitä eri aineiden biosynteeseissä.^[4] ALDH vaaditaan esimerkiksi 9-cis- ja kaikki-trans-retinaalin muunnokseen vastaavasti 9-cis- ja kaikki-trans-retinoiinihapoksi (alitretinoiiniksi ja tretinoiiniksi), jotka ovat muun muassa retinoiinihapporeseptorien agonisteja (katso A-vitamiini).^[6] ALDH vaaditaan myös muun muassa glysiinibetaiinialdehydin muunnokseen osmoregulaattorina toimivaksi trimetyyliglysiiniksi (katso koliini) ja 10-formyylitetrahydrofolaatin palauttamiseen tetrahydrofolaatiksi (katso foolihappo).^[1]

Ihmisten aldehydidehydrogenaasit

Ihmisistä on tunnistettu 20 aldehydidehydrogenaasia ainakin vuoteen 2019 mennessä (nämä ovat alla olevassa taulukossa).^[7]

Tunnetut ihmisten aldehydidehydrogenaasit

Nimi	Sijainti solussa	Tärkeitä aldehydisubstraatteja	Geenin kohta kromosomissa	Viitteet
ALDH1A1	solulima	retinaali, asetaldehydi, härskiintymisessä muodostuneet aldehydit	9q21.13	[7]
ALDH1A2	solulima	retinaali	15q21.1	[7]
ALDH1A3	solulima	retinaali	15q26.3	[7]
ALDH1A7	solulima	retinaali	1q51	[7]
ALDH1B1	mitokondriot	asetaldehydi	9q11.1	[7]
ALDH1L1	solulima	10-formyylitetrahydrofolaatti	3q21.2	[7]
ALDH1L12	mitokondriot	10-formyylitetrahydrofolaatti	12q23.3	[7]
ALDH2	mitokondriot	asetaldehydi	12q24.2	[7]
ALDH3A1	solulima, tuma	aromaattiset ja alifaattiset aldehydit	17p11.2	[7]
ALDH3A2	peroksisomit, mikrosomit	rasvahappojen aldehydijohdannaiset	17p11.2	[7]
ALDH3B1	solulima, mitokondriot	oktanaali	11q13.2	[7]
ALDH3B2	mitokondriot	asetaldehydi, härskiintymisessä muodostuneet aldehydit	11q13.2	[7]
ALDH4A1	mitokondriot	glutamaatti-5-semialdehydi	1p36.13	[7]
ALDH5A1	mitokondriot	suksinaattisemialdehydi (4-oksobutanonihappo)	6p22.2	[7]
ALDH6A1	mitokondriot	malonaattisemialdehydi (3-oksopropanoaatti)	14q24.3	[7]
ALDH7A1	solulima, tuma, mitokondriot	2-aminoadipaattisemialdehydi	5q31	[7]
ALDH8A1	solulima	retinaali	6q23.2	[7]
ALDH9A1	solulima	4-aminobutanaali (γ-aminobutyyrialdehydi)	1q23.2	[7]
ALDH16A1	solulima, lipidikalvot	tuntematon	19q13.33	[7]
ALDH18A1	mitokondriot	glutamaatti-5-semialdehydi	10q24.3	[7]

Katso myös

• Alkoholidehydrogenaasi

Lähteet

1. S Singh et al: Aldehyde dehydrogenases in cellular responses to oxidative/electrophilic stress. Free radical biology & medicine, 2013, 56. vsk, s. 89–101. PubMed:23195683 doi:10.1016/j.freeradbiomed.2012.11.010 ISSN 0891-5849 Artikkelin verkkoversio.
2. EC 1.2.1.3 qmul.ac.uk. Viitattu 2.3.2021.
3. EC 1.2.1.4 qmul.ac.uk. Viitattu 2.3.2021.
4. C Brocker et al: Aldehyde dehydrogenase (ALDH) superfamily in plants: gene nomenclature and comparative genomics. Planta, 2013, 237. vsk, nro 1, s. 189–210. PubMed:23007552 doi:10.1007/s00425-012-1749-0 ISSN 0032-0935 Artikkelin verkkoversio.
5. VB Patel et al: ”Chapter 21 - Endogenous Mitochondrial Aldehyde Dehydrogenase-2 as an Antioxidant in Liver”, The liver: oxidative stress and dietary antioxidants, s. 247–257. Academic Press, 2018. doi:10.1016/B978-0-12-803951-9.00021-5 ISBN 9780128039519
6. EK Paterson et al: 9-cis retinoic acid is the ALDH1A1 product that stimulates melanogenesis. Experimental dermatology, 2013, 22. vsk, nro 3, s. 202–209. PubMed:23489423 doi:10.1111/exd.12099 ISSN 0906-6705 Artikkelin verkkoversio.
7. AA Laskar, H Younus: Aldehyde toxicity and metabolism: the role of aldehyde dehydrogenases in detoxification, drug resistance and carcinogenesis. Drug Metabolism Reviews, 2019, 51. vsk, nro 1, s. 42–64. PubMed:30514131 doi:10.1080/03602532.2018.1555587 ISSN 0360-2532 Artikkelin verkkoversio.