Selenoprotein – Funktion, Bedeutung und Selen
Selenoproteine sind Proteine, die das Spurenelement Selen in Form von Selenocystein enthalten. Sie spielen eine zentrale Rolle im antioxidativen Schutz und der Schilddrüsenfunktion.
Wissenswertes über "Selenoprotein"
Selenoproteine sind Proteine, die das Spurenelement Selen in Form von Selenocystein enthalten. Sie spielen eine zentrale Rolle im antioxidativen Schutz und der Schilddrüsenfunktion.
Was sind Selenoproteine?
Selenoproteine sind eine besondere Klasse von Proteinen, die die seltene Aminosäure Selenocystein enthalten. Selenocystein wird häufig als die 21. proteinogene Aminosäure bezeichnet und enthält das essentielle Spurenelement Selen. Bislang wurden beim Menschen 25 verschiedene Selenoproteine identifiziert, die vielfältige und lebenswichtige Funktionen im Körper erfüllen.
Biologische Funktionen
Selenoproteine übernehmen im menschlichen Organismus zahlreiche regulatorische und schützende Aufgaben. Ihre wichtigsten Funktionen umfassen:
- Antioxidativer Schutz: Enzyme wie die Glutathionperoxidasen (GPx) neutralisieren reaktive Sauerstoffspezies (freie Radikale) und schützen Zellen vor oxidativem Stress.
- Schilddrüsenhormon-Stoffwechsel: Die Iodothyronin-Deiodinasen aktivieren und deaktivieren Schilddrüsenhormone (z. B. die Umwandlung von T4 in das aktive T3).
- Redox-Homöostase: Thioredoxinreduktasen (TrxR) sind an der Aufrechterhaltung des zellulären Redox-Gleichgewichts und der DNA-Synthese beteiligt.
- Proteinfaltung: Selenoprotein P (SELENOP) dient als wichtiger Selen-Transportweg im Blut und spielt eine Rolle bei der Proteinfaltung im endoplasmatischen Retikulum.
- Immunfunktion: Selenoproteine unterstützen die Immunantwort, indem sie Immunzellen vor oxidativem Schaden schützen.
- Reproduktion: Das Phospholipid-Hydroperoxid-Glutathionperoxidase (GPx4) ist essenziell für die Spermienmotilität und männliche Fruchtbarkeit.
Wichtige Selenoproteine im Überblick
Glutathionperoxidasen (GPx1–GPx8)
Diese Familie umfasst mehrere Enzyme, die Wasserstoffperoxid und Lipidperoxide reduzieren. Sie sind in verschiedenen Geweben aktiv, darunter Leber, Niere, Lunge und rote Blutkörperchen, und gelten als erste Verteidigungslinie gegen oxidativen Stress.
Thioredoxinreduktasen (TrxR1–TrxR3)
Diese Enzyme regenerieren das antioxidative Thioredoxin-System und sind an der Zellproliferation, dem Apoptose-Schutz sowie der Synthese von Desoxyribonukleotiden beteiligt. Sie sind auch ein wichtiges Ziel in der Krebsforschung.
Iodothyronin-Deiodinasen (DIO1–DIO3)
Diese Enzyme katalysieren die Aktivierung und Inaktivierung von Schilddrüsenhormonen. Eine ausreichende Selenversorgung ist daher unerlässlich für eine gesunde Schilddrüsenfunktion.
Selenoprotein P (SELENOP)
Selenoprotein P ist das einzige bekannte Selenoprotein, das mehrere Selenocystein-Reste enthält. Es wird hauptsächlich in der Leber synthetisiert und transportiert Selen über das Blut zu verschiedenen Organen, insbesondere zum Gehirn und den Hoden.
Selen als Grundlage der Selenoproteinsynthese
Die Biosynthese von Selenoproteinen erfordert eine ausreichende Zufuhr von Selen über die Nahrung. Gute Selenquellen sind:
- Paranüsse (sehr hoher Selengehalt)
- Meeresfrüchte und Fisch
- Fleisch und Innereien
- Eier und Milchprodukte
- Getreide (Selengehalt abhängig vom Bodengehalt)
Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt für Erwachsene eine tägliche Selenzufuhr von 60–70 µg. Die WHO empfiehlt einen Referenzwert von etwa 55 µg pro Tag für Erwachsene.
Folgen eines Selenmangels auf Selenoproteine
Bei unzureichender Selenzufuhr wird die Synthese von Selenoproteinen eingeschränkt. Die Priorität der Selenverteilung im Körper folgt einer festgelegten Hierarchie: Das Gehirn und lebenswichtige Organe werden bevorzugt versorgt, während periphere Gewebe zuerst einen Mangel spüren. Folgen eines Selenmangels können sein:
- Erhöhter oxidativer Stress durch verminderte GPx-Aktivität
- Beeinträchtigte Schilddrüsenfunktion (z. B. Hypothyreose)
- Gestörte Immunabwehr
- Keshan-Krankheit (selenmangelbedingte Herzerkrankung)
- Kaschin-Beck-Erkrankung (Gelenk- und Knochenerkrankung)
Selenoproteine und Gesundheit
Die Forschung zu Selenoproteinen ist ein aktives wissenschaftliches Feld. Studien deuten darauf hin, dass eine optimale Selenoprotein-Aktivität mit einem reduzierten Risiko für bestimmte Erkrankungen assoziiert ist, darunter kardiovaskuläre Erkrankungen, neurodegenerative Prozesse und bestimmte Krebsarten. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass eine übermäßige Selenzufuhr toxisch sein kann (Selenose), weshalb eine ausgewogene Ernährung der Supplementierung vorzuziehen ist.
Quellen
- Labunskyy VM, Hatfield DL, Gladyshev VN. Selenoproteins: molecular pathways and physiological roles. Physiological Reviews. 2014;94(3):739-777.
- Schomburg L. Dietary selenium and human health. Nutrients. 2020;12(2):332.
- World Health Organization (WHO). Trace Elements in Human Nutrition and Health. Geneva: WHO Press; 1996.
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