Phosphatidylethanolamin-N-Methyltransferase
Trainier deine Lernmuskeln!
Mit Flash Cards, Quiz und mehr
LoslegenSynonyme: Lipid-Methyltransferase, LMTase, Phosphatidylethanolaminmethyltransferase, Phosphatidylethanolamin-S-Adenosylmethionin-Methyltransferase
Englisch: phosphatidylethanolamine N-methyltransferase (PEMT)
Definition
DIe Phosphatidylethanolamin-N-Methyltransferase, kurz PEMT, ist ein Enzym, das zur Klasse der Transferasen gehört. Es kommt im endoplasmatischen Retikulum sowie in mitochondrienassoziierten Membranen (MAM) vor und wandelt Phosphatidylethanolamin (PE) zu Phosphatidylcholin (PC) um.
Genetik
Das PEMT-Gen liegt beim Menschen auf Chromosom 17 am Genlokus 17p11.2. Es umfasst neun Exons sowie acht Introns und kodiert mehrere Transkripte, aus denen zwei Isoformen hervorgehen. Die lange Isoform (PEMT-L) und die kurze Isoform (PEMT-S) entstehen durch unterschiedliche Promotornutzung und Spleißvarianten. Alle drei Transkripte werden in der Leber exprimiert. Ein Exon-1-haltiges Transkript ist auch im Herz nachweisbar.[1][2]
Struktur
PEMT hat eine berechnete Molekülmasse von etwa 22 kDa.[3][4] Es ist ein membranständiges Enzym aus 199 Aminosäuren, das vier Transmembrandomänen aufweist. Sie sind so angeordnet, dass hydrophile Schleifen zwischen den Transmembrandomänen in das Lumen des endoplasmatischen Retikulums ragen. Der C- und N-Terminus liegen im Zytosol.
Reaktionsabläufe
PEMT wandelt Phosphatidylethanolamin in 3 Schritten über die Intermediate Phosphatidyl-Monomethylethanolamin (PMME) und Phosphatidyl-Dimethylethanolamin (PDME) zu Phosphatidylcholin um. Der genaue Mechanismus der sequenziellen Methylierungen ist noch unbekannt. Studien legen nahe, dass sie durch eine einzige Substratbindungsstelle katalysiert werden.
Bei jedem Schritt wird S-Adenosyl-L-Methionin als Quelle für die Methylierung verwendet. Dabei entstehen das methylierte Substrat und S-Adenosylhomocystein.
Vermutlich bindet PE aufgrund seiner räumlichen Struktur weniger gut an das aktive Zentrum von PEMT als die Zwischenprodukte PMME und PDME. Nach der ersten Methylierung könnte das entstandene PMME daher direkt zu PDME und anschließend zu PC weiterverarbeitet werden, bevor ein neues PE-Molekül bindet.
Regulation
Die PEMT-Aktivität hängt von der Verfügbarkeit ihrer Substrate ab. S-Adenosylhomocystein hemmt das Enzym.
Funktion
PEMT trägt wesentlich zur Bildung von Phosphatidylcholin und damit zur Erhaltung der Zellmembran bei. Im Vergleich zum CDP-Cholin-Weg entstehen dabei PC-Moleküle mit längeren, stärker ungesättigten Fettsäureketten und einem höheren Anteil an Arachidonsäure.
Das gebildete PC dient als Quelle für körpereigenes Cholin, das beim Abbau durch die Phospholipase D freigesetzt werden kann. In der Leber ist PC außerdem für die Sekretion von VLDL wichtig und wird über die Galle in den Darm abgegeben.
Die PEMT-Aktivität beeinflusst den Homocysteinspiegel im Plasma. Homocystein kann zu Methionin remethyliert oder über die Transsulfurierung zu Cystein umgesetzt werden.
Pathophysiologie
Genetische Varianten von PEMT können die körpereigene Cholinsynthese beeinträchtigen und bei unzureichender Cholinzufuhr die Entwicklung einer Steatose begünstigen.[5]
Die Variante p.Val175Met (V175M) vermindert die Enzymaktivität und wurde in Humanstudien mit einer erhöhten Anfälligkeit für eine MASLD in Verbindung gebracht.[6] Die Studienlage ist jedoch nicht einheitlich.[7]
Quellen
- ↑ Resseguie M et al. Phosphatidylethanolamine N-methyltransferase (PEMT) gene expression is induced by estrogen in human and mouse primary hepatocytes. FASEB J. 2007;21(10):2622–2632.
- ↑ Li J, Xin Y, Li J, Chen H, Li H. Phosphatidylethanolamine N-methyltransferase: from Functions to Diseases. Aging Dis. 2023;14(3):879–891.
- ↑ Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). Phosphatidylethanolamine N-Methyltransferase; PEMT. Eintrag *602391, abgerufen am 6.10.2026
- ↑ UniProt Consortium. Phosphatidylethanolamine N-methyltransferase – Homo sapiens (Human). UniProtKB/Swiss-Prot, Q9UBM1 (PEMT_HUMAN), abgerufen am 6.10.2026
- ↑ Resseguie ME et al. Aberrant estrogen regulation of PEMT results in choline deficiency-associated liver dysfunction. J Biol Chem. 2011;286(2):1649–1658.
- ↑ Song J et al. Polymorphism of the PEMT gene and susceptibility to nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). FASEB J. 2005;19(10):1266–1271.
- ↑ Männistö V et al. Total liver phosphatidylcholine content associates with non-alcoholic steatohepatitis and glycine N-methyltransferase expression. Liver Int. 2019;39(10):1895–1905.