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δ-Aminolävulinatsynthase

(Weitergeleitet von Delta-Aminolävulinsäure-Synthase)

Synonyme: δ-Aminolävulinatsynthase, δ-Aminolävulinsäuresynthase, δ-ALAS, 5-Aminolävulinatsynthase
Englisch: aminolevulinic acid synthase

1. Definition

Die δ-Aminolävulinatsynthase, kurz δ-ALAS, ist ein mitochondriales Enzym aus der EC-Klasse 2 (Transferasen). Sie katalyisert den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der Porphyrinbiosynthese, also z.B. die Synthese von Häm.

2. Einteilung

Es existieren zwei Isoformen der δ-ALAS, die als δ-ALAS-1 und -2 bezeichnet werden. Die δ-ALAS-1 wird in allen nicht-erythroiden Geweben (insbesondere in der Leber) gebildet. Dagegen wird δ-ALAS-2 ausschließlich in Erythroblasten exprimiert.

3. Genetik

δ-ALAS-1 wird durch das ALAS-1-Gen auf Chromsom 3 an Genlokus 3p21 kodiert. Das ALAS2-Gen ist hingegen auf dem X-Chromosom an Genlokus Xp11.21 lokalisiert.

4. Katalysierte Reaktion

Der erste Schritt der Porphyrinsynthese wird durch δ-ALAS mit Pyridoxalphosphat als Coenzym katalysiert. Succinyl-CoA reagiert mit Glycin unter Abspaltung von Coenzym A zu α-Amino-β-ketoadipat, das spontan zu δ-Aminolävulinsäure (δ-ALA) decarboxyliert.

5. Regulation

5.1. Regulation der nicht-erythrozytären δ-ALAS-1

Die Bildung der δ-Aminolävulinatsynthase 1 wird durch Häm, das Endprodukt ihres Stoffwechselweges, sowie durch Glucose inhibiert.[1] Dieser Mechanismus der Expressionskontrolle ist aufgrund der kurzen Halbwertszeit des Enzyms (30 bis 60 min) rasch effektiv. Außerdem hemmt Häm den mitochondrialen Import der δ-ALAS-1. Die δ-ALAS-1 ist durch diverse Substanzen bzw. unter verschiedenen Umständen induzierbar:

5.2. Regulation der erythrozytären δ-ALAS-2

Die δ-Aminolävulinatsynthase 2 steht unter inhibitorischer Kontrolle durch den zellulären Eisenspiegel.[1] Das ist sinnvoll, da im letzten Schritt der Hämsynthese, der durch die Ferrochelatase katalysiert wird, Fe2+-Ionen eingebaut und damit verbraucht werden. Bei Eisenmangel bindet das Eisen-regulatorische Protein IRP an sogenannte IRE-Strukturen (iron responsive element) in nicht translatierten mRNA-Regionen (UTR) für diverse Moleküle, die den Eisenhaushalt betreffen. Bei Bindung des IRP an solche Regionen der mRNA für die δ-ALAS führt dies zu einem Translations-Stop. Damit wird die Hämsynthese gehemmt und der Eisenverbrauch gesenkt. Eine Induktion der δ-ALAS-2 kann durch Erythropoetin hervorgerufen werden.

Schematische Darstellung der Hämsynthese und der zugehörigen Enzymdefekte

6. Klinik

7. Referenzen

  1. 1,0 1,1 Heinrich, Müller, Gräve (Hrsg.): "Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie". 9. Auflage. Springer Verlag, 2014. Seite 381ff.
Fachgebiete: Biochemie

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21.03.2024, 08:56
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