-
DE
Acetylierung: Definition, Ablauf & Bedeutung einfach erklärt
Was ist Acetylierung? Definition, Mechanismus und Bedeutung für Epigenetik, Stoffwechsel und Arzneimittel – inkl. Schnell- und Langsam-Acetylierer.
Zu bevorzugten Quellen hinzufügenWissenswertes über "Acetylierungsreaktion"
Die Acetylierungsreaktion ist ein biochemischer Prozess, bei dem eine Acetylgruppe auf ein Molekül übertragen wird. Sie spielt eine zentrale Rolle im Stoffwechsel und bei der Entgiftung von Substanzen im Körper.
Was ist Acetylierung?
Die Acetylierung ist eine chemische Reaktion, bei der eine Acetylgruppe (CH₃CO–) auf ein anderes Molekül übertragen wird. Im Körper katalysieren das Enzyme namens Acetyltransferasen, wichtigster Lieferant der Acetylgruppe ist Acetyl-CoA (Acetyl-Coenzym A). Acetylierung steuert unter anderem, welche Gene aktiv sind, wie Proteine arbeiten und wie Arzneistoffe abgebaut werden. Die Gegenreaktion, also das Abspalten der Acetylgruppe, heißt Deacetylierung.
Wie läuft die Acetylierung ab?
Die Acetylgruppe wird fest (kovalent) an eine funktionelle Gruppe des Zielmoleküls gebunden. Je nach Gruppe entsteht eine andere Bindung:
| Funktionelle Gruppe | Entstehende Bindung | Bezeichnung |
|---|---|---|
| Aminogruppe (–NH₂) | Amid | N-Acetylierung |
| Hydroxylgruppe (–OH) | Ester | O-Acetylierung |
| Sulfhydrylgruppe (–SH) | Thioester | S-Acetylierung |
Im Labor und in der Industrie werden statt Acetyl-CoA meist Essigsäureanhydrid oder Acetylchlorid als Acetylierungsmittel verwendet.
Biologische Bedeutung der Acetylierung
Histon-Acetylierung und Epigenetik
Histone sind Proteine, um die die DNA im Zellkern gewickelt ist. Werden ihre Lysin-Bausteine acetyliert, verlieren sie ihre positive Ladung und binden die DNA schwächer. Das Chromatin lockert sich, und Gene können abgelesen werden. Histon-Acetyltransferasen (HAT) und Histon-Deacetylasen (HDAC) schalten Gene so an und ab, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Damit ist die Histon-Acetylierung ein zentraler Mechanismus der Epigenetik.
Proteinfunktion
Viele Proteine werden nach ihrer Bildung acetyliert, was ihre Stabilität, Aktivität und Wechselwirkungen verändert. Die N-terminale Acetylierung betrifft schätzungsweise rund 80 Prozent aller menschlichen Proteine und gehört damit zu den häufigsten Proteinmodifikationen.
Stoffwechsel
Acetyl-CoA ist nicht nur Acetylgruppen-Spender, sondern auch ein Knotenpunkt des Stoffwechsels. Es entsteht beim Abbau von Kohlenhydraten, Fettsäuren und Aminosäuren und wird im Citratzyklus zur Energiegewinnung verwertet. Wie viel Acetyl-CoA in der Zelle verfügbar ist, beeinflusst wiederum die Histon-Acetylierung.
Arzneimittelabbau
In der Phase-II-Biotransformation, vor allem in der Leber, acetylieren N-Acetyltransferasen (NAT) Arzneistoffe und Fremdstoffe. Bekannte Beispiele sind Isoniazid (Tuberkulosemittel), Hydralazin, Procainamid und Sulfonamide. Anders als die meisten Phase-II-Reaktionen macht die Acetylierung Stoffe oft nicht wasserlöslicher. Acetylierte Sulfonamide können deshalb im Urin auskristallisieren.
Schnell- und Langsam-Acetylierer
Durch angeborene Varianten des Enzyms NAT2 bauen Menschen manche Medikamente unterschiedlich schnell ab. In Europa ist etwa die Hälfte der Bevölkerung Langsam-Acetylierer. Bei ihnen bleiben Wirkstoffe wie Isoniazid länger und in höherer Konzentration im Blut. Das erhöht das Risiko für Nebenwirkungen, etwa Nervenschäden unter Isoniazid oder einen medikamenteninduzierten Lupus erythematodes unter Hydralazin und Procainamid. Schnell-Acetylierer bauen diese Wirkstoffe dagegen so rasch ab, dass die Wirkung abgeschwächt sein kann.
Klinische Relevanz
- Krebs und Nervenerkrankungen: Veränderte Histon-Acetylierung wird mit Krebs, neurodegenerativen und entzündlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht.
- HDAC-Inhibitoren: Diese Hemmstoffe der Histon-Deacetylasen werden bereits gegen bestimmte Lymphome und das multiple Myelom eingesetzt.
- Dosierung: Der Acetylierer-Typ kann bei Medikamenten wie Isoniazid für die richtige Dosis relevant sein.
Acetylierung in der Arzneimittelherstellung
Das bekannteste Beispiel ist Acetylsalicylsäure (ASS, Aspirin). Sie entsteht durch Acetylierung von Salicylsäure, die selbst den Magen stark reizt. ASS wirkt zudem selbst als Acetylierungsmittel: Sie überträgt ihre Acetylgruppe dauerhaft auf das Enzym Cyclooxygenase (COX) und hemmt es dadurch. Darauf beruht ihre schmerzlindernde und blutverdünnende Wirkung. Auch Paracetamol wird durch Acetylierung hergestellt, nämlich aus 4-Aminophenol.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Acetylierung und Methylierung?
Bei der Acetylierung wird eine Acetylgruppe (CH₃CO–) übertragen, bei der Methylierung eine Methylgruppe (CH₃–). Beide sind wichtige epigenetische Mechanismen: Histon-Acetylierung aktiviert Gene meist, DNA-Methylierung schaltet sie meist ab.
Wie erfährt man, ob man Langsam-Acetylierer ist?
Der Acetylierer-Typ lässt sich über einen Gentest auf NAT2-Varianten oder über die Messung von Wirkstoffspiegeln im Blut bestimmen. Das ist meist nur sinnvoll, wenn bestimmte Medikamente wie Isoniazid geplant sind.
Was ist Deacetylierung?
Deacetylierung ist die Abspaltung einer Acetylgruppe, zum Beispiel durch Histon-Deacetylasen (HDAC). Sie ist die Gegenreaktion zur Acetylierung und führt bei Histonen meist dazu, dass Gene stillgelegt werden.
Quellen
- Mutschler, E. et al. - Mutschler Arzneimittelwirkungen: Pharmakologie, klinische Pharmakologie, Toxikologie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart (aktuelle Auflage).
- Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J. & Stryer, L. - Stryer Biochemie. Springer Spektrum, Berlin (aktuelle Auflage).
Bausteine für ein gesundes Leben
Als integrierter Hersteller entwickeln & produzieren wir evidenzbasierte, patentierte und patentfreie Präparate. Wir arbeiten ausschließlich mit Pflanzen- und Natur-Extrakten nach strengsten Reinheits- & Qualitätsstandards.
Die Verbindung von Wissenschaft & moderner Technologie mit den Gesetzen der Natur schafft Lösungen, die konsequent auf den Menschen abgestimmt sind – für das höchste Gut: die Gesundheit.
Produktgalerie überspringen
Abo verfügbar
Floral CLN® | Zahnpflege Lutschtabletten
Für eine gesunde Mundflora & Zahnpflege
Formulierte Lutschtabletten mit AB-Dentalac®, Milchsäurebakterien und Lactoferrin CLN®30 Lutschtabletten
Regulärer Preis:
22,90 €
Rabatt
Abo verfügbar
Lactoferrin CLN® 400 mg (60 Stk.)
Der universelle Immunschutz
Als eines der wertvollsten körpereigenen Immunproteine ist Lactoferrin ein natürlicher Bestandteil des Immunsystems
60 Kapseln
Verkaufspreis:
50,00 €
Regulärer Preis:
59,90 €
Abo verfügbar
Multivitamin Mineralstoff Komplex aus Pflanzenextrakten
100% PFLANZLICH · AUS GEMÜSE EXTRAHIERT · 21 MIKRONÄHRSTOFFE
Vollumfängliche Mikronährstoffe aus Gemüse & Pflanzen extrahiert
30 Kapseln
Regulärer Preis:
29,90 €
Abo verfügbar
Natural Iron CLN® | Eisen Komplex
HÖHERE ABSORPTION · MAGENSCHONEND · GUT VERTRÄGLICH
Speziell formuliert für Deinen Eisenhaushalt mit pflanzlichem Curryblatt-Eisen, Lactoferrin CLN® und natürlichem Vitamin C
30 Kapseln
Regulärer Preis:
35,90 €
Die meistgelesenen Einträge
3 Beiträge in dieser Lexikon KategorieMagnesiumcarbonat
Magnesiumcarbonat ist eine anorganische Magnesiumverbindung mit säure-neutralisierender (antazidischer) Wirkung. Erfahre mehr über Vorteile, Einsatzgebiete und Unterschiede zu besser resorbierbaren Magnesiumformen.
Kaloriengehalt
Die Wahl der Lebensmittel beeinflusst unsere Energiezufuhr. Der Kaloriengehalt variiert stark - einige liefern wenig, andere viel Energie.
Kölner Liste
Die Kölner Liste ® ist eine wichtige Initiative im Leistungssport, die Sportlern eine Orientierungshilfe bei der Auswahl von Nahrungsergänzungsmitteln bietet.