Galaktose-Mutarotase
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LoslegenSynonyme: Aldose-1-Epimerase, Galaktomutarotase
Englisch: galactose mutarotase, aldose 1-epimerase
Definition
Die Galaktose-Mutarotase, kurz GALM, ist ein Enzym des Kohlenhydratstoffwechsels, das die Anomerisierung zwischen β-D-Galaktose und α-D-Galaktose katalysiert. Sie gehört zur Enzymklasse der Isomerasen und katalysiert den ersten Schritt des Leloir-Wegs, über den Galaktose in den Stoffwechsel eingeschleust wird.[1]
Genetik
Die Galaktose-Mutarotase wird durch das GALM-Gen kodiert, das auf dem kurzen Arm von Chromosom 2 (Genlokus 2p22.1) lokalisiert ist und neun Exons umfasst.
Biochemie
Die humane Galaktose-Mutarotase ist ein monomeres Protein mit einer Molekülmasse von etwa 32 kDa, dessen Tertiärstruktur überwiegend aus β-Faltblättern aufgebaut ist. Sie wird im Zytoplasma exprimiert.[1]
Funktion
Galaktose liegt in wässriger Lösung als Gemisch zweier Anomere vor (α- und β-D-Galaktopyranose), die sich in der Konfiguration der Hydroxylgruppe am anomeren C1-Atom unterscheiden. Die Galaktose-Mutarotase beschleunigt die Gleichgewichtseinstellung zwischen beiden Formen (Mutarotation). Physiologisch stellt sie ein ausreichendes Angebot an α-D-Galaktose sicher, dem Substrat der nachgeschalteten Galaktokinase (GALK1).[2]
Das Enzym öffnet den Pyranose-Ring der D-Galaktose, wodurch die freie Drehung um die Bindung zwischen dem C1- und C2-Atom möglich wird und die Konfiguration am anomeren C1-Atom umgekehrt werden kann. Im aktiven Zentrum wirkt dabei ein Histidin-Rest als Säure und ein Glutamat-Rest als Base.[1] Neben Galaktose setzt die Galaktose-Mutarotase auch andere Monosaccharide wie Glukose um, zeigt jedoch eine deutliche Präferenz für Galaktose.
Klinische Bedeutung
Biallele pathogene Varianten im GALM-Gen führen zum Galaktose-Mutarotase-Mangel, der 2019 als vierte Form der Galaktosämie (Typ IV) beschrieben wurde.[3][4] Betroffene fallen meist durch erhöhte Galaktosewerte im Neugeborenenscreening auf. Mögliche Befunde sind eine Katarakt und eine passagere Erhöhung der Transaminasen. Der Verlauf ist im Vergleich zu den übrigen Galaktosämieformen mild, da die spontane Mutarotation der Galaktose den Enzymdefekt teilweise kompensiert.[2]
Quellen
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Banford S, Timson DJ. The structural and molecular biology of type IV galactosemia. Biochimie. 2021;183:13-17.
- ↑ 2,0 2,1 Succoio M, Sacchettini R, Rossi A, Parenti G, Ruoppolo M. Galactosemia: Biochemistry, Molecular Genetics, Newborn Screening, and Treatment. Biomolecules. 2022;12(7):968.
- ↑ Wada Y, Kikuchi A, Arai-Ichinoi N, et al. Biallelic GALM pathogenic variants cause a novel type of galactosemia. Genet Med. 2019;21(6):1286-1294.
- ↑ Wada Y, Aihara Y, Mikami-Saito Y, et al. Galactose mutarotase deficiency as the galactosemia type IV. J Hum Genet. 2025. doi:10.1038/s10038-025-01439-6.