Pyrophosphatase

Synonym: Diphosphatase, PPase
Englisch: pyrophosphatase

Definition

Pyrophosphatasen sind Hydrolasen (siehe EC-Klassifikation), die bei der Regulation des Phosphathaushaltes eine zentralle Rolle spielen. Sie spalten Pyrophosphate zu Phosphaten und sind ubiquitär in Zellen vorhanden.

Biochemie

Die Substrate der Pyrophosphatase sind anorganische Diphosphate (Pyrophosphate) sowie organische Derivate der Diphosphate. Diese Spaltung findet unter Zuhilfenahme von Wasser statt und gehört zu den exothermen Reaktionen. Die dabei frei werdende Energie (Gibbs-Energie) beträgt 20-25 kJ pro Mol. Die Pyrophosphatase benötigt zur Katalyse der Reaktion von Diphosphaten zu Monophosphaten Magnesium.

Metabolismus

Da bei vielen Stoffwechselvorgängen Pyrophosphate anfallen, müssen diese von Pyrophosphatasen hydrolysiert werden, um die Reaktionsenthalpie nicht negativ zu beeinflussen und somit eine Inhibition von bestimmten Reaktionen zu verhindern. Wichtige Reaktionen, bei denen Pyrophosphate anfallen sind:

Synthese von Nukleotiden
Aktivierung von Fettsäuren im Rahmen der Beta-Oxidation
Signaltransduktion: Spaltung von ATP zu cAMP

Anwendungen

Das Bakterium Thermus thermophilus besitzt eine hitzeresistente Pyrophosphatase, die bei der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verwendet wird. Dies ist notwendig, um die Effizienz der PCR zu gewährleisten.