Xanthinoxidase (XO oder XOA) ist ein Enzym, das die Kettenreaktionen der Oxidation von Hypoxanthin zu Xanthin und der Oxidation von Xanthin zu Harnsäure und Wasserstoffperoxid (H2O2) katalysiert. Oxidation erfordert die Zugabe von Sauerstoff und Wasser. Dieser Prozess ist wichtig, weil er erklärt, wie der Mensch in der Lage ist, Stickstoffverbindungen, die Purine genannt werden, zu verstoffwechseln.
Wenn Xanthin-Oxidase, eine Art von Xanthin-Oxidoreduktase (XOR), einen reversiblen Prozess durchläuft, der als Sulfhydryl-Oxidation bezeichnet wird, wird sie in Xanthin-Dehydrogenase umgewandelt. Bei der Sulfhydryloxidation wird anstelle von Wasser eine schwefelhaltige organische Verbindung verwendet. Xanthin-Dehydrogenase kann auch die Oxidation von Purinen katalysieren. Die Substrate für dieses Enzym umfassen Xanthin, Nicotinamidadenindinukleotid und Wasser.
Als Enzym wird Xanthinoxidase als Protein eingestuft. Es wird hauptsächlich in der Leber produziert und befindet sich dort. Wenn die Leber geschädigt ist, geben die Leberzellen Xanthinoxidase in das Blut ab. Wenn ein Arzt vermutet, dass ein Patient ein Leberproblem hat, kann daher ein Bluttest für dieses Enzym angefordert werden.
Das Molekulargewicht dieses Enzyms beträgt 270,000 Einheiten. Seine katalytische Wirkung beruht auf der Anwesenheit von zwei Molybdänatomen, acht Eisenatomen und zwei Flavinmolekülen. Es enthält die Metalle Molybdän und Eisen, daher wird auch die Xanthinoxidase in die Gruppe der Metalloproteine eingeordnet.
Ein Mangel an XO oder seinen Verwandten kann zu einer so genannten Xanthinurie führen. Wenn dieses Enzym fehlt, reichert sich Xanthin im Blut an. Ungelöste hohe Konzentrationen von Xanthin können schließlich die Nieren überlasten und zu Nierenversagen führen. Dieser Zustand hat noch keine definitive Behandlung. Betroffenen wird jedoch geraten, auf purinreiche Lebensmittel wie Fleisch und Hülsenfrüchte zu verzichten und viel Wasser zu trinken, um die Nieren zu unterstützen.
Alternativ kann eine Person aufgrund eines Molybdän- oder Eisenmineralmangels zu wenig Xanthinoxidase haben. In diesem Fall wird in der Regel eine Nahrungsergänzung durchgeführt. Molybdän kann in Form von Natriummolybdat oder Ammoniakmolybdat geliefert werden. Eisen kann in Form von Eisenverbindungen wie Eisensulfat und Eisengluconat geliefert werden.
Wenn eine Person zu viel Purine zu sich nimmt oder die körpereigene Xanthinoxidase überaktiv ist, können übermäßige Harnsäurespiegel produziert werden, was zu einer sogenannten Hyperurikämie führt. Zu viel Harnsäure im Körper kann zu Gicht, Nierensteinen und Nierenversagen führen. Um diese Folgen zu vermeiden, wird Menschen mit Hyperurikämie empfohlen, ihre Aufnahme von purinreichen Lebensmitteln zu reduzieren und XO-Hemmer verschrieben zu bekommen. Beispiele für XO-Hemmer sind Allopurinol, Oxypurinol und Febuxostat.