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Glutamatdecarboxylase

1 Definition

Die Bezeichnung Glutamatdecarboxylase (GAD) ist ein Oberbegriff für Enzyme, die in Eukaryoten die Reaktion von Glutamat zu Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Kohlenstoffdioxid katalysieren. Dabei handelt es sich chemisch betrachtet um eine Decarboxylierung, wie aus dem Namen der Enzymgruppe bereits ersichtlich ist. Diese Reaktion benötigt Pyridoxalphosphat als Cofaktor. Für die Synthese des wichtigsten inhibierenden Neurotransmitters – Gamma-Aminobuttersäure – ist dies der einzige natürliche Weg. Die Glutamatdecarboxylase hat damit als Hauptziel die Synthese von Gamma-Aminobuttersäure aus Glutamat.

2 Katalysierte Reaktion

Die Gamma-Aminobuttersäure ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im menschlichen Organismus. Wie erwähnt entsteht GABA aus der Decarboxylierung von Glutamat. In einem einzigen Reaktionsschritt entsteht so aus einem der wichtigsten aktivierenden Neurotransmitter der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter. Die Gamma-Aminobuttersäure wird zum Abbau in benachbarte Gliazellen transportiert. Dort erfolgt der Abbau durch die GABA-Transaminase zu Succinat-Semialdehyd. Dieses kann dann im Citratzyklus weiterverwendet werden.

3 Varianten

Die Glutamatdecarboxylase liegt im menschlichen Organismus in zwei Isoformen vor – als GAD67 und als GAD65. Diese verschiedenen Enzymvarianten werden von zwei verschiedenen Genen exprimiert, GAD1 und GAD2. Der Hauptort für die Expression der beiden Gene ist das Gehirn. Aber auch in der Bauchspeicheldrüse findet diesbezüglich eine Genexpression statt, hier allerdings ausschließlich von der Genvariante GAD2. Es wurden im Laufe der Embryonalentwicklung zwei weitere Gene dieser Art gefunden (GAD25 und GAD44), die allerdings keine Enzymaktivität besitzen.

4 GAD-Antikörper

In ca. 60 – 70 % der Fälle sind bei Typ-I-Diabetikern Glutamatdecarboxylase-Antikörper gegen die Unterform 65 nachweisbar. Dieser Nachweis dient als wichtigste Diagnosemethode für die frühzeitige Unterscheidung zwischen dem Diabetes mellitus Typ I und Typ II.

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