Katalase

 

Die ‚Katalase’ ist ein Enzym und katalysiert (beschleunigt ...) die Spaltung von Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff (2H2O2 -> 2H2O + O2).

 

VORKOMMEN DER KATALASE BEIM MENSCHEN:

 

V. a. in den Peroxisomen* der Leber und der Nieren und in Erythrozyten (rote Blutkörperchen).

 

* Peroxisomen sind sog. ‚Microbodies’, kugelförmige Organellen. Sie enthalten Peroxidasen (s. u.) und Katalase. Sie sind umhüllt von einer einschichtigen Membran.

 

Bei einem vollständigen Fehlen der Katalase im Blut und im Gewebe kommt es zur Akatalasämie:

 

Die ‚Wurzelhaut’ der Zähne (sog. PERIODONTIUM) zerfällt, da das in der Mundhöhle durch Streptokokken (Streptococcus viridans) gebildete Wasserstoffperoxid nicht gespalten werden kann. [Pschyrembel]

 

Die Akatalasämie (syn. Takahara-Krankheit oder Akatalasie) wurde bisher vereinzelt beobachtet in Japan und in der Schweiz.

 

VORKOMMEN VON WASSERSTOFFPEROXID:

Wasserstoffperoxid wird in der Medizin verwendet als Desinfektionsmittel (Haut, Schleimhaut, Oberflächen, Instrumente), in der Zahnmedizin zur lokalen Desinfektion und zur Blutstillung bei kleineren Eingriffen.

 

Und Wasserstoffperoxid entsteht:

 

Beim Abbau von Hyperoxiden (= Superoxiden) durch die Superoxiddismutase*.

Beim Abbau von Purinen (Purine sind wichtige Bausteine der Nukleinsäuren).

Bei der Oxidation (= Entzug von Elektronen ...) von Fettsäuren.

Bei der oxidativen Metabolisierung von Zucker (= Oxidation von Glukose; s. u.).

 

* SUPEROXIDDISMUTASE (SOD; veraltet Hämocuperin) ist eine Sammelbezeichnung für Oxidoreduktasen, die das toxische Superoxidanion umsetzen; es sind Metalloproteine mit Kupfer-, Mangan- und Zinkionen.

 

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffperoxid

 

Zur Erinnerung ...

 

Oxidoreduktasen sind die ‚erste Hauptklasse der Enzyme; sie katalysieren Redoxreaktionen.

Wichtige Unterklassen sind:

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Oxidasen

 

Nutzen als Elektronenakzeptor molekularen Sauerstoff (O2).

 

Dehydrogenasen

 

Übertragen Wasserstoff; Coenzyme sind dabei oft:

- NAD+ (Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid)

- NADP+ (Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat)

- FAD (Flavinadeninnukleotid).

 

[NAD+ und NADP+ sind sog. ‚Pyridinnukleotid-Coenzyme.]

 

Monooxygenasen (s. u.)

 

Sind z. B.:

Steroid-11-Beta-Monooxygenase

Calcidiol-1-Monooxygenase

Zytochrom-P-450 Isoenzyme

Phenoloxidasen

 

Dioxygenasen

 

Führen beide Atome des molekularen Sauerstoffs (O2) in ihr Substrat ein; sie enthalten oft Eisen bzw. haben Kupferionen oder Ascorbinsäure (Vitamin C) als Cofaktoren.

 

Molybdänhaltige Hydroxylasen

 

Hydroxylierende Oxidoreduktasen.

 

 

 

 

 

[OXIDATION ist der Entzug von Elektronen, meist unter Sauerstoffbeteiligung – z. B. in der ATMUNGSKETTE oder bei der BETAOXIDATION.

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Oxidation]

 

[Hydroxylierung ist die Einführung einer oder mehrerer OH-Gruppen in eine organische Verbindung.

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Hydroxylierung]

 

-> Und siehe auch: Galaktose/Fruktose; Essen & Co. – Citratzyklus; Fettstoffwechsel; Biosynthese von Sphingosin; Mineralstoffe, Spurenelemente; Wikipedia – Wasserstoffperoxid; Katalase:

http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffperoxid

http://de.wikipedia.org/wiki/Katalase

 

Häm und die Katalase

 

Die ‚Katalase’ enthält HÄM und gehört damit zu den sog. HÄMOPROTEINEN. Man nennt sie auch Porphyrinproteine.

 

* Porphyrine sind Verbindungen mit ‚Porphin’ als Gerüst und ... Seitenketten; Metalloporphyrine sind z. B. Häm, Hämin und Cobalamin (Vitamin B12); sie enthalten Eisen, Magnesium und Cobalt.

 

-> Siehe auch: Essen & Co. - Biosynthese der Porphyrine

 

HÄM ist ist der Farbstoffanteil des Hämoglobins (roter Blutfarbstoff) und auch des Myoglobins (roter Muskelfarbstoff).

 

Beim Abbau von HÄM entsteht zunächst Biliverdin, und dieses wird weiter umgewandelt in Bilirubin. Bilirubin wird, um in die Leber transportiert zu werden, an ALBUMIN gebunden.

 

Albumin gehört zu den ‚Bluteiweißen’ und transportiert auch kurzkettige Fettsäuren, Schilddrüsenhormone und Cortisol (zum Teil).

 

-> Siehe auch: Glossar – Bilirubin, enterohepatischer Kreislauf; Essen & Co. – Fettstoffwechsel

 

Das sog. 'unkonjugierte' Biliruin ist zunächst nicht wasserlöslich, und damit es wasserlöslich wird, wird es in der Leber durch die UDP-Glukuronyltransferase in den Mikrosomen mit GLUKURONSÄURE ‚konjugiert’ - nach Bindung an LIGANDIN oder Z-PROTEIN - und an die Gallenflüssigkeit abgegeben.

.

.

UDP-GLUKURONYLTRANSFERASE

(s. u.)

Katalysiert die Glykosilierung von Phenolen, Alkoholen, Aminen, Carbonsäuren, Bilirubin und Xenobiotika in der Leber.

 

MIKROSOMEN

Sind ‚Bruchstücke des endoplasmatischen Retikulums’ der Zelle, einem Hohlraumsystem aus Bläschen, Kanälchen und Zisternen.

 

Die ‚agranuläre Form’ des endoplasmatischen Retikulums findet sich

- in quergestreiften Muskelfasern (Skelettmuskeln)

- im Pigmentepithel der Netzhaut

- in Zellen, die Steroidhormone produzieren

- in Leberzellen (in bestimmten Funktionsstadien)

 

GLUKURONSÄURE

Entsteht durch Oxidation von Glukose an C-6: Aus ‚aktiver Glukose’ (= UDP-Glukose) wird ‚aktive Glukuronsäure’ (= UDP-Glukuronsäure).

 

LIGANDIN

(Glutathion-S-Transferase?)

Bindet u. a. Steroide (= Steroidhormone), Bilirubin und Karzinogene.

 

Z-Protein

Bindet Fettsäuren. Es ist ein Glykoprotein und spielt eine Rolle in der ‚Blutgerinnungskaskade’. Es ist Vitamin-K-abhängig.

 

 

 

Zur Erinnerung:

UDP ist sog. 'URIDINDIPHOSPHAT'.

Uridin ist ein Nukleosid aus URACIL und RIBOSE und Baustein der RNA.

 

-> Siehe auch: Glossar - UDP; Zum Nachdenken – Terminale Zucker etc.

LIGANDIN ...

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1183824/

http://www.nature.com/nature/journal/v234/n5330/abs/234466a0.html

Z-Protein ...

http://en.wikipedia.org/wiki/Protein_Z

 

 

-> Und siehe auch: Fragen, Fragen Fragen – Galaktose, Fruktose, Glutathion und GABA; Essen & Co. – Citratzyklus; Aminosäuren, Kohlenhydrate, Vitamine, Fette, Biosynthese der Porphyrine; Hormone & Co.; Mineralstoffe; Glossar – Bilirubin etc.

 

UDP-Glukuronyltransferase

 

Das Enzym ‚UDP-Glukuronyltransferase’ katalysiert – durch Konjugation mit aktivierter GLUKURONSÄURE –

i. R. der Biotransformation die Glykosilierung* von:

Phenolen

Alkoholen

Aminen

Carbonsäuren

Bilirubin

Xenobiotika (= Substanzen, die den Körper zu Abwehrreaktionen veranlassen)

 

* Glykosilierung = Bindung von Sacchariden [Kohlenhydraten] an Nicht-Zucker [Nicht-Kohlenhydrate].

 

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Biotransformation

 

 

Häm und seine Funktionen

 

Sauerstoffbindung -> im Hämoglobin und Myoglobin

Sauerstofftransport -> im Hämoglobin

Sauerstoffübertragung -> durch Monooxygenasen, Peroxidasen (s. u.)

Elektronentransport -> durch Zytochrome

 

[Elektronen sind negativ geladen und finden sich in der Atomhülle.

Protonen sind positiv geladen und finden sich im Atomkern.]

 

Hämoglobin und Myoglobin enthalten immer Fe2+.

Bei Redoxreaktionen wird Fe2+ zu Hämin (Fe3+) oxidiert.

Neutrales Hämin nennt man auch Hämatin.

 

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Cytochrom_P450; Essen & Co. – Fettstoffwechsel

 

 

Monooxygenasen

 

Sind ‚hydoxylierende Oxidoreduktasen’; sie führen ein Sauerstoffatom aus O2 in ihr Substrat ein und reduzieren das andere ... zu H2O.

Es sind z. B.:

Steroid-11-Beta-Monooxygenase

Calcidiol-1-Monooxygenase

Zytochrom-P-450 Isoenzyme

Phenoloxidasen

 

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Oxygenasen

und http://de.wikipedia.org/wiki/Cytochrom_P450

 

Phenoloxidasen enthalten als Cofaktoren:

Eisen- (Fe2+-/3+-)

Kupfer- (Cu2+-) oder

Manganionen (Mn2+-)

 

Sie hydroxylieren Monophenole zu Diphenolen. Physiologisch bedeutsam ist die Tyrosinase bei der Synthese der MELANINE.

 

Die TYROSINASE enthält Kupfer (Cu2+) als Cofaktor; sie oxidiert die semi-essentielle Aminosäure TYROSIN zu DOPA.

 

Zur Erinnerung:

Tyrosin entsteht durch Hydroxylierung der essentiellen Aminosäure PHENYLALANIN und ist Vorstufe der Biosynthese von DOPA, Dopamin, Adrenalin, Thyroxin (Schilddrüsenhormon ‚T4’) und der Melanine.

 

Die ‚Substantia nigra’ ist ein Kern mit melaninhaltigen Nervenzellen; er liegt zwischen dem Hirnschenkel (= CRUS CEREBRI) und der Mittelhirnhaube (= TEGMENTUM MESENCEPHALI).

Die 'Substantia nigra' ist Teil des ‚extrapyramidalen Systems’.

 

[Der ‘Hirnschenkel’ enthält:

  • Pyramidenbahn (wichtig für unsere ‚Willkürmotorik’)
  • Tractus corticopontinus (enthält Fasern, die von der Rinde des Stirn-, Scheitel-, Schläfen- und Hinterhauptlappens zur Brücke verlaufen und Bahnen vom Mittelhirn zur Brücke)
  • Fibrae corticoreticulares (bilden Synapsen mit Neuronen der Formatio reticularis; diese verläuft von der Medulla oblongata bis ins Zwischenhirn)]

 

-> Siehe auch: Dopamin & Co.; Essen & Co. – Aminosäuren, Fettstoffwechsel; Wunderwerk Gehirn; Leitungsbahnen; Fragen, Fragen, Fragen – Gynäkomastie; Zum Nachdenken – Hypogonadismus; Wikipedia/Wiki – Oxygenasen, Monooxygenasen etc.

 

 

Peroxidasen

 

Sind Enzyme, die ‚oxidierend’ wirken; sie nutzen WASSERSTOFFPEROXID als Oxidationsmittel.  

 

[Oxidation = Entzug von Elektronen ...

-> Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Oxidationsmittel]

 

 

Peroxidasen kommen vor z. B. in:

 

Weißen Blutkörperchen (und zwar in Granulozyten und Monozyten; NICHT aber in Lymphozyten und Plasmazellen)

Retikulozyten (Vorstufe der reifen Erythrozyten)

Knochenmark

Milz, Lymphknoten

Sperma

Milch

 

[Zu den ‚weißen Blutkörperchen’ (= Leukozyten) gehören Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten.]

 

Zur Erinnerung und zum Nachdenken ...

 

GRANULOZYTEN

 

Sind ‚kleine Fresszellen’ (Mikrophagen).

Sie enthalten Myeloperoxidase u. a. Leukozytenenzyme.

Es gibt drei Gruppen:

Neutrophile, eosinophile und basophile Granulozyten.

 

Neutrophile sind die größte Gruppe (über 90 %); sie nehmen Erreger auf (sog. ‚Phagozytose’).

 

Eosinophile (ca. 2 – 4 %) können Immunkomplexe ‚phagozytieren’, v. a. IgE-Komplexe; ihre Anzahl ist bei allergischen Erkrankungen und bei Parasitenbefall erhöht und auch bei beginnender Heilung von Infekten.

 

Basophile (bis 1%) enthalten HEPARIN und HISTAMIN und sind keine ‚Fresszellen’.

 

MONOZYTEN

 

Sind die größten Leukozyten.

Sie finden sich im Blut und im Gewebe.

Sie haben ebenfalls die Aufgabe, Fremkörper aufzunehmen (zu ‚phagozytieren’), und sie regen die LYMPHOZYTEN zur Antikörperbildung an.

 

LYMPHOZYTEN

 

Gehören zu den weißen Blutkörperchen; 4 % davon findet man im Blut, ca. 70 % in den lymphatischen Organen (Milz, Lymphknoten, Mandeln, Lymphfollikel), den Rest im Knochenmark und in anderen Geweben.

 

Lympozyten können aus der Blutbahn ins Gewebe und in die Lymphbahn ‚wandern’ und über die Lymphflüssigkeit wieder zurück ins Blut gelangen.

 

PLASMAZELLEN

 

Gehören auch zu den weißen Blutkörperchen.

Es sind ‚umgewandelte’ B-Lymphozyten und die wichtigsten Zellen, die Antikörper bilden (‚Produzenten der Immunglobuline’). Und zwar jeweils gegen ein bestimmtes Antigen.

 

-> Siehe auch: Zum Nachdenken – Blutgruppen; http://de.wikipedia.org/wiki/Peroxidasen

 

 

 

Quellen und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch ‚Pschyrembel’; Wikipedia

 

 

 

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