Fructoseabbau

Fructose ist u.a. in Früchten und Fruchtsäften enthalten. In Industrieländern überwiegt der Konsum von Zucker in Form von Saccharose (Rohrzucker). Die Saccharose ist ein Disaccharid, das aus Glucose und Fructose besteht. Zwischen Glucose und Fructose befindet sich eine glykosidische Bindung, welche vergleichsweise leicht gespalten werden kann. Das daraus resultierende Spaltungsgemisch von Glucose und Fruchtose wird auch als Invertzucker bezeichnet. Diese Form von Zucker ist neben der Saccharose der Hauptbestandteil von Honig.

Die Saccharose wird während des Verdauungsprozesses im Darm von einer Saccharase gespalten. Die anschließend entstandene Glucose und Fructose wird unabhängig voneinander resorbiert.

Die Fructose wird teilweise bereits in der Darmschleimhaut, zum Teil aber auch erst in der Leber in die Glykolyse eingespeist. Der Fructoseabbau erfolgt in wenigen Schritten im Zytosol:

• Die Fructose wird zunächst ATP-abhängig phosphoryliert. Das Resultat ist das Fructose-1-phosphat. Als katalysierendes Enzym dient Fructokinase.
• Im anschließenden Schritt wird Fructose-1-phosphat in Glycerinaldehyd und Dihydroxyacetonphosphat gespalten. Die Spaltung läuft unter dem enzymatischen Einfluss von Aldolase B und ähnelt im weitesten Sinne der Spaltung von Fructose-1,6-bisphosphat in Glycerinaldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat, wie es in der Glykolyse geschieht (hier durch das Enzym Aldolase A).

Aldolase A (zu finden in der Glykolyse) und die Aldolase B (Fructoseabbau) sind nicht identisch! Der Unterschied liegt darin, dass beim Fructoseabbau unphosphoryliertes Glycerinaldehyd entsteht.

• Das vorher entstandene Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd wird zu Glycerinaldehyd-3-phosphat ungesetzt:
  • Das bereits aus der Glykolyse als Metabolit auffindbare Dihydroxyacetonphosphat wird von der Triosephosphat-Isomerase zu Glycerinaldehyd-3-phosphat isomerisiert.
  • Durch eine Glycerinaldehydkinase (auch als "Triose-Kinase" bzw. "Triokinase" bekannt) wird das Glycerinaldehyd unter dem Verbrauch von ATP zu Glycerinaldehyd-3-phosphat phosphoryliert und erreicht somit einen Anschluss an die Glykolyse.

Da man von einem Molekül Fructose ausgeht, werden wie bei der Glykolyse zwei Moleküle Glycerinaldehyd-3-phosphat abgebaut, so dass netto 2 ATP resultieren.

Der Fructoseabbau kann durch hereditäre Enzymdefekte beinträchtigt sein. Eine verminderte oder aufgehobene Aktivität der Aldolase B führt zur hereditären Fructoseintoleranz (HFI).