Pterine
von griechisch: pteron = Flügel
Definition
Pterine sind eine Unterklasse der Pteridine, leiten sich vom 2-Amino-4(3H)-oxo-Pteridin ab und sind in der Natur sehr häufig an Redox-Reaktionen beteiligt, vor allem in ihrer hydrierten aktiven Formen. Beispiele sind die Folsäure und Biopterin.
Geschichte
Die ersten Vertreter der Pteridine wurden Ende des 19. Jahrhunderts aus Schmetterlingsflügeln isoliert (Leukopterin, Xanthopterin). Das Pterin Folsäure hat im Metabolismus aller Säugetiere bei der C1-Gruppenübertragung eine große Bedeutung. Eine weitere wichtige Pterinverbindung ist das Biopterin, mit seinen Dihydro- und Tetrahydroderivaten ist es in der Natur weit verbreitet. Sie wurde das erste mal aus menschlichen Harn isoliert.
Ebenfalls zur Gruppe der Pteridine gehören die Flavine, deren bekannteste Vertreter das wasserlösliche Vitamin B2 (Riboflavin) und die Gruppe der Flavinnukleotide sind. Die Flavine stellen 2,4-Dioxoderivate des Pteridins dar.
Biochemie
Die biochemisch aktive Form der Pterine sind im allgemeinen nicht die aromatisch voll oxidierten, sondern die di- oder tetrahydrierten Derivate. Die voll oxidierten, stabilen Formen stellen meist nur Gerüstsubstanzen, wie bei Leuko- und Xanthopterin in Schmetterlingsflügeln, oder Ausscheidungsprodukte, wie Neo- oder Biopterin, dar.
Die Hydrierung erfolgt dabei im Pyrimidinring und wird in den natürlichen Enzymsystemen durch verschiedene gekoppelte Dihydropteridinreduktasen und zusätzlichen Cofaktoren, wie beispielsweise NADPH, in der Schwebe zwischen den aktiven Tetrahydroformen und den intermediären Dihydroformen gehalten.
Verschiedene hydrierte Formen sind Cofaktoren in verschiedenen Monooxygenasen, zum Beispiel für die Hydroxylierung von Phenylalanin zu Tyrosin, Tyrosin zu L-Dopa und Tryptophan zu 5-Hydroxytryptophan.
Klinik
Phenylketonurie (PKU) und Hyperphenylalaninämie sind eine Gruppe von angeborenen Stoffwechselerkrankungen, die auf eine ungenügende Oxidation des Phenylalanins im Stoffwechsel zurückzuführen sind. Man führt z.B. die atypische Hyperphenylalaninämie auf einen Mangel an Dihydropteridinreduktase (DHPR) zurück.
Andere Patienten haben einen Defekt in der Biosynthese des Tetrabiopteridins (BH4). BH4 ist nicht nur der natürliche Cofaktor der Phenylalanin-4-Hydroxylase, sondern auch für Tyrosin-3-Hydroxylase und Tryptophan-5-Hydroxylase, zwei Schlüsselenzyme in der Biosynthese von Katecholaminen und Serotonin. Zudem ist BH4 auch der Cofaktor der NO-Synthase.
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