Transferase – Enzyme im Stoffwechsel erklärt
Transferasen sind Enzyme, die chemische Gruppen von einem Molekül auf ein anderes übertragen. Sie spielen eine zentrale Rolle im Stoffwechsel des menschlichen Körpers.
Wissenswertes über "Transferase"
Transferasen sind Enzyme, die chemische Gruppen von einem Molekül auf ein anderes übertragen. Sie spielen eine zentrale Rolle im Stoffwechsel des menschlichen Körpers.
Was ist eine Transferase?
Transferasen sind eine große Klasse von Enzymen, die eine bestimmte chemische Gruppe – zum Beispiel eine Phosphat-, Amino-, Methyl- oder Acylgruppe – von einem Ausgangsstoff (Donor) auf einen Zielstoff (Akzeptor) übertragen. Der Begriff leitet sich vom lateinischen transferre (= übertragen) ab. Transferasen gehören nach der internationalen Enzymklassifikation (EC-Nomenklatur) zur Enzymklasse 2 und werden entsprechend der übertragenen Gruppe in weitere Unterklassen eingeteilt.
Funktion und Bedeutung im Stoffwechsel
Transferasen sind an nahezu allen grundlegenden Stoffwechselprozessen beteiligt. Ohne sie könnte der menschliche Körper weder Energie gewinnen noch lebenswichtige Moleküle aufbauen oder abbauen. Zu den wichtigsten Funktionen gehören:
- Energiestoffwechsel: Kinasen (eine Untergruppe der Transferasen) übertragen Phosphatgruppen und sind damit zentral für die Produktion von ATP, dem universellen Energieträger der Zelle.
- Aminogruppen-Transfer (Transaminierung): Aminotransferasen (auch Transaminasen genannt) übertragen Aminogruppen bei der Biosynthese und dem Abbau von Aminosäuren.
- Methylierungsreaktionen: Methyltransferasen sind an der Genregulation, der Synthese von Neurotransmittern und der Entgiftung von Substanzen beteiligt.
- Biotransformation und Entgiftung: Glutathion-S-Transferasen helfen der Leber, Fremdstoffe (z. B. Medikamente, Giftstoffe) wassererlöslich zu machen und auszuscheiden.
- DNA-Reparatur und Epigenetik: DNA-Methyltransferasen regulieren die Genaktivität durch chemische Modifikation der DNA, ohne die Basensequenz zu verändern.
Wichtige Unterklassen der Transferasen
Kinasen (Phosphotransferasen)
Kinasen übertragen Phosphatgruppen von ATP auf ein Zielmolekül. Sie sind an der Zellsignalgebung, dem Zellwachstum und dem Energiestoffwechsel beteiligt. Bekannte Beispiele sind die Proteinkinasen, die in der Krebstherapie als Angriffspunkt für Medikamente (sog. Kinase-Inhibitoren) dienen.
Aminotransferasen (Transaminasen)
Aminotransferasen wie die Alanin-Aminotransferase (ALT) und die Aspartat-Aminotransferase (AST) sind vor allem in der Leber aktiv. Erhöhte Werte dieser Enzyme im Blut sind ein wichtiger Hinweis auf Leberschaden oder -erkrankungen wie Hepatitis oder Leberzirrhose.
Methyltransferasen
Diese Enzyme übertragen Methylgruppen (CH&sub3;) auf DNA, RNA oder Proteine. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der Epigenetik und der Regulation der Genexpression.
Acyltransferasen
Acyltransferasen übertragen Acylgruppen und sind an der Synthese von Fettsäuren, Phospholipiden und weiteren Lipiden beteiligt, die für den Aufbau von Zellmembranen essenziell sind.
Glutathion-S-Transferasen
Diese Transferasen koppeln das körpereigene Schutzmolekül Glutathion an potenziell gefährliche Verbindungen. Dadurch werden Schadstoffe wassererlöslich und können über Niere oder Galle ausgeschieden werden.
Klinische Bedeutung und diagnostischer Einsatz
Transferasen haben eine große Bedeutung in der medizinischen Diagnostik. Da viele dieser Enzyme nur bei Zellschäden in größeren Mengen ins Blut abgegeben werden, dienen erhöhte Transferase-Werte im Blutserum als wichtige Biomarker für Organschäden:
- ALT und AST: Lebererkrankungen, Herzinfarkt, Muskelschäden
- Gamma-GT (Gamma-Glutamyltransferase): Leber- und Gallenwegserkrankungen, Alkoholmissbrauch
- Kreatinkinase (CK): Herzmuskelschäden (z. B. Herzinfarkt), Muskelerkrankungen
Darüber hinaus sind Transferasen wichtige Angriffspunkte für Medikamente. So hemmen viele Krebsmedikamente spezifische Kinasen, um das unkontrollierte Wachstum von Tumorzellen zu stoppen.
Transferasen und Krankheiten
Störungen in der Funktion von Transferasen können zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. Beispiele sind:
- Galaktosie: Ein angeborener Mangel an der Galaktose-1-phosphat-Uridylyltransferase führt zur Anreicherung von Galaktose im Körper, was Leber, Gehirn und Augen schädigt.
- Krebs: Überaktive oder mutierte Kinasen können zur unkontrollierten Zellteilung und Tumorbildung führen.
- Stoffwechselstörungen: Defekte in Aminotransferasen können den Aminosäurestoffwechsel erheblich beeinträchtigen.
Quellen
- Lothar Thomas (Hrsg.): Labor und Diagnose. 8. Auflage. TH-Books Verlagsgesellschaft, Frankfurt am Main, 2012.
- Berg, J.M., Tymoczko, J.L., Stryer, L.: Biochemie. 8. Auflage. Springer Spektrum, Berlin Heidelberg, 2018.
- Internationale Union für Biochemie und Molekularbiologie (IUBMB): Enzyme Nomenclature. Verfügbar unter: https://www.enzyme.expasy.org (abgerufen 2024).
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