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NADPH-Oxidase

1 Definition

Die NADPH-Oxidase ist ein membrangebundener Enzymkomplex, der nach extrazellulär gerichtet ist. Man unterscheidet zwei Typen von NADPH-Oxidasen: phagozytäre NADPH-Oxidasen und nicht-phagozytäre NADPH-Oxidasen. Die prototypische, am besten erforschte, NADPH-Oxidase ist die der Leukozyten, die eine zentrale Rolle bei der Immunabwehr von Bakterien einnimmt.

2 Funktion

Die Funktion der NADPH-Oxidase besteht darin, O2 mithilfe des NADPH zu antibakteriell wirkenden Superoxidanionen (O2-) zu reduzieren, wodurch der extramitochondriale O2-Verbrauch ("respiratory burst") stark ansteigt. Superoxidanionen können Membranen passieren und dann in andere reaktive Sauerstoffspezies (z.B. Hydroxylradikal, Singulett-Sauerstoff) und mithilfe einer Superoxiddismutase auch in Wasserstoffperoxid (H2O2) umgewandelt werden. Wasserstoffperoxid interagiert mit dem Enzym Myeloperoxidase, das in Gegenwart von Halogenen H2O2 in Hypochlorit (OCl) bzw. Hypoiodit (OI) umwandelt, die ebenfalls antibakteriell wirken.

Auch Hydroxylradikale (Hydroxidion) werden aus Wasserstoffperoxid gebildet. Diese Sauerstoffmetaboliten sind wichtige Effektoren bei zytotoxischen Reaktionen, wie z.B. der Abtötung von Bakterien durch Phagozyten (Phagozytose). Dabei verschmelzen die Phagosomen mit Lysosomen und Proteasen und Peptidasen gelangen in das Phagosom. NADPH wird anschließend durch Oxidation von Glucose-6-phosphat zu 6-Phosphogluconat regeneriert.

3 Klinik

Es gibt seltene Krankheiten, die auf einen Defekt des Enzyms zurückzuführen sind. Die erbliche Stoffwechselkrankheit septische Granulomatose (CGD) ist durch eine stark reduzierte Aktivität der NADPH-Oxidase in endozytierenden Zellen gekennzeichnet. Dadurch ist ein effektives Abtöten endozytierter Mikroorganismen nicht möglich, und die betroffenen Patienten leiden unter chronischen bakteriellen Infektionen.

Fachgebiete: Biochemie, Biologie, Immunologie

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