Lysylhydroxylase

Lysylhydroxylasen werden durch verschiedene Gene kodiert:

• Lysylhydroxylase 1: PLOD1 auf Chromosom 1 an Genlokus 1p36.22
• Lysylhydroxylase 2: PLOD2 auf Chromosom 3 an Genlokus 3q24
• Lysylhydroxylase 3: PLOD3 auf Chromosom 7 an Genlokus 7q22.1

Bevor das extrazelluläre Kollagen entstehen kann, muss es mehrere Syntheseschritte durchlaufen. Dazu gehört unter anderem eine im rauen endoplasmatischen Retikulum (rER) vorgenommene Hydroxylierung durch die Lysylhydroxylasen.

Dabei werden einige Lysylreste der im rER wachsenden Peptidkette Ascorbinsäure-abhängig zu 5-Hydroxylysin hydroxyliert. Für diese Reaktion werden neben Ascorbinsäure zusätzlich Eisen als Coenzym sowie alpha-Ketoglutarat und Sauerstoff als Cofaktoren benötigt.

Im nächsten Reaktionsschritt oxidiert die Lysyloxidase diese zu Hydroxyallysin. Schließlich bilden Hydroxylysin-Reste mit Hydroxyallysin-Resten im Rahmen einer Amadori-Umlagerung kovalente Bindungen und verleihen so den entstehenden Kollagenmolekülen Stabilität.

Beim Skorbut, der durch einen ausgeprägten Vitamin-C-Mangel gekennzeichnet ist, sind die ascorbat-abhängigen Enzyme Lysyl- und Prolylhydroxylase nicht in der Lage, ihre für die Kollagensynthese entscheidenden Schritte zu katalysieren.

Darüber hinaus spielt eine veränderte Expression der Lysylhydroxylase 1 beim Ehlers-Danlos-Syndrom eine Rolle.^[1] Mutationen im Gen der Lysylhydroxylase 2 sind mit dem Bruck-Syndrom, einer Form der Osteogenesis imperfecta assoziiert.^[2]

• Löffler/Petrides: Biochemie und Pathobiochemie, 9. Auflage, Springer Verlag