Unterschiede in den Redox- und kinetischen Eigenschaften zwischen NAD-abhängiger und O2-abhängiger Art von Xanthin-Dehydrogenase aus der Rattenleber

Reduktive Titrationen einer NAD-abhängigen Art (Typ-D) und einer O2-abhängigen Art (Typ-O) der Xanthin-Dehydrogenase aus der Rattenleber zeigten, dass nur das Typ-D-Enzym eine ausgeprägte stabile FAD-Semiquinon (FADH*) bildete. Das FAD-Semiquinon wurde in Anwesenheit von NAD weniger stabilisiert. Der Vmax-Wert für die Xanthin-NAD-Aktivität des Typ-D-Enzyms war nahe dem Wert für die Xanthin-O2-Aktivität des Typ-O-Enzyms, während der Vmax-Wert für die Xanthin-O2-Aktivität des Typ-D-Enzyms etwa ein Viertel dessen des Typ-O-Enzyms betrug. Der Km-Wert für O2 des Typ-D-Enzyms war etwa fünfmal so groß wie der des Typ-O-Enzyms. Das Absorptionsspektrum des Typ-D-Enzyms während des Umsatzes mit Xanthin und O2 als Substraten zeigte eine beträchtliche Menge an FADH*-Bildung, während das mit Xanthin und NAD als Substraten nur eine vernachlässigbare Menge zeigte. Die niedrige Xanthin-O2-Aktivität des Typ-D-Enzyms im Vergleich zu der des Typ-O-Enzyms scheint durch die konformationale Änderung, die bei der Umwandlung vom Typ-O zum Typ-D-Enzym auftritt, erklärt zu werden, was zu einer unterschiedlichen Reaktivität von FAD gegenüber molekularem Sauerstoff und einem höheren Anteil von FADH* während des Umsatzes führt. Die Bindung von NAD könnte möglicherweise den Anteil von FADH2 erhöhen, was zu einem Vmax-Wert der Xanthin-NAD-Aktivität führt, der fast so hoch ist wie der der Xanthin-O2-Aktivität des Typ-O-Enzyms.