Infokasten Cobalamin-Enzyme des Menschen

Infokasten
Enzym
Kofaktor
(prosthetische
Gruppe)
Lokalisation
Biochemische
Reaktion
Bedeutung
Cobalamin-Enzyme des Menschen
Methionin-Synthase
(5-Methyl-Tetrahydrofolat-HomocysteinMethyltransferase)
Methylcobalamin
Methylmalonyl-CoA-Mutase
(L-Methylmalonyl-CoA-Succinyl-CoAMutase)
5‘-Desoxy-Adenosylcobalamin
Zytoplasma
2 Schritte:
1. Remethylierung von Homocystein zu
+
+
Methionin. Dabei wird Kobalt III zu I
reduziert.
2. Reduktive Methylierung mit 5-Methyl+
Tetrahydrofolat. Dabei wird Kobalt I
+
wieder zu III oxidiert.
C1-Stoffwechsel und Biosynthesen
Mitochondrien
Isomerisierung von Methylmalonyl-CoA
zu Succiniyl-CoA mit einer Kette von
Radikalreaktionen
Abbau von Homocystein und
Synthese von Methionin
 Als Aminosäure zur Proteinsynthese
als Substrat für die Synthese von SAdenosyl-Methionin (SAM;
Kosubstrat für Methyltransferasen)
Rückführung von Tetrahydrofolat
(THF) zur Biosynthese der Folate:
 N-10-Formyl-THF (Purin-NukleosidSynthese)
 5,10-Methylen-THF
(Thymidinsynthese und 5-MethylTetrahydrofolat-Synthese)
Mechanismus und
Folgen einer
Lachgas-Exposition
Regeneration
Inaktivierung [4] durch Oxidation:
Kobalt (I→II) und folglich Blockierung der
reduktiven Methylierung.
Schnelle, irreversible kovalente
Modifikation der Proteinstruktur des
Enzyms durch Oxidation. SAM kann nicht
mehr binden, die MethioninsynthaseReduktase (MSR) kann das Enzym nicht
durch Reduktion des Kobalts
reaktivieren.
Neusynthese des Enzyms mit dem
Kofaktor Methylcobalamin [4]
Fettstoffwechsel/ Stoffwechsel
lipophiler Aminosäuren
 Abbau des Endprodukts PropionylCoA aus der Metabolisierung von
Fettsäuren mit ungerader Anzahl von
C-Atomen zu Succinyl-CoA
 Abbau des verzweigten
Kohlenstoffgerüsts der lipophilen
Aminosäuren Valin, Leucin und
Isoleucin zu Succinyl-CoA.
Energiegewinnung und Biosynthesen,
die vom Zitratzyklus ausgehen:
 Anlieferung von Succinyl-CoA
(anaplerotische Reaktion)
Oxidation des Kobalts im Kofaktor 5‘Desoxy-Adenosylcobalamin. Störung der
Radikalreaktionen.
Durch Neusynthese des Kofaktors 5‘Desoxy-Adenosylcobalamin und Einbau
in das Enzym kann das Enzym (teilweise
?) reaktiviert werden [4-6].