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).
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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.]
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Monooxygenasen (s. u.)
| Sind z. B.: Steroid-11-Beta-Monooxygenase Calcidiol-1-Monooxygenase Zytochrom-P-450 Isoenzyme Phenoloxidasen
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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.
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Molybdänhaltige Hydroxylasen
| Hydroxylierende Oxidoreduktasen.
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[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.
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UDP-GLUKURONYLTRANSFERASE (s. u.) | Katalysiert die Glykosilierung von Phenolen, Alkoholen, Aminen, Carbonsäuren, Bilirubin und Xenobiotika in der Leber.
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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)
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GLUKURONSÄURE | Entsteht durch Oxidation von Glukose an C-6: Aus ‚aktiver Glukose’ (= UDP-Glukose) wird ‚aktive Glukuronsäure’ (= UDP-Glukuronsäure).
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LIGANDIN (Glutathion-S-Transferase?) | Bindet u. a. Steroide (= Steroidhormone), Bilirubin und Karzinogene.
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Z-Protein | Bindet Fettsäuren. Es ist ein Glykoprotein und spielt eine Rolle in der ‚Blutgerinnungskaskade’. Es ist Vitamin-K-abhängig.
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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