Biochemie und Pathobiochemie: Carnitin-Stoffwechsel
Allgemeines[Bearbeiten]
Carnitin wird aus der Aminosäure Lysin gebildet. Es dient als Transportmittel für Fettsäuren über die innere Mitochondrienmembran.
Biosynthese von Carnitin aus Lysin[Bearbeiten]
| ⇓ | Subst. | ( ⇑ ) | Co. | Enzym | EC | EG | Erkr. | |||
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| S-Adenosylmethionin | 
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Protein-Lysin-N-Methyltransferase | 2.1.1.43 | Tr | ||||||
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| S-Adenosylmethionin |
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Protein-Lysin-N-Methyltransferase | 2.1.1.43 | Tr | ||||||
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| S-Adenosylmethionin |
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Protein-Lysin-N-Methyltransferase | 2.1.1.43 | Tr | ||||||
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Peptid-Hydrolase | 3.4.-.- | Hyd | ||||||
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| α-Ketoglutarat, O2
Succinat, CO2 |
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Fe, Ascorbat | Trimethyllysin-Dioxygenase | 1.14.11.8 | Ox | |||||
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Pyridoxal- phosphat | Glycin-Hydroxymethyltransferase | 2.1.2.1 | Tr | ||||||
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| H2O, NAD+ |
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Aldehyd-Dehydrogenase (NAD+) | 1.2.1.3 | Ox | ALDH2-Def., Sjogren-Larsson-S. | |||||
| 4-Trimethylammoniobutyraldehyd- Dehydrogenase | 1.2.1.47 | |||||||||
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| α-Ketoglutarat, O2
Succinat, CO2 |
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Fe, Ascorbat | γ-Butyrobetain-Dioxygenase | 1.14.11.1 | Ox | |||||
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Proteingebundens Lysin wird drei mal methyliert, wobei die Methylgruppe von S-Adenosylmethionin (SAM) stammt. Das Trimethyllysin wird dann durch eine Hydrolase abgespalten und Vitamin C-abhängig zum Hydroxy-Trimethyllysin hydroxyliert. Durch Abspaltung eines Glycins entsteht 4-Trimethylammoniobutanal. Dieses wird dann oxidiert und ein zweites Mal Vitamin C-abhängig hydroxyliert, so dass Carnitin entsteht.
Biologische Funktion[Bearbeiten]
Carnitin dient als Carriermolekül für langkettige Fettsäuren, die erst an das Trägermolekül gekoppelt die innere Mitochondrienmembran überwinden können. Siehe unter β-Oxidation.
Pathobiochemie[Bearbeiten]
Mögliche Defekte:
- Carnitin-O-Palmitoyltransferase-Defizienz: CPT1A-Defizienz, CPT1A-Defizienz
- Carnitin-Acylcarnitin-Translocase-Defizienz (CACT-Defizienz)
- Systemische primäre Carnitin-Defizienz - Defekt im Gen SLC22A5 (5q31.1), das für den sodium ion-dependent carnitine transporter OCTN2 kodiert. OMIM
Eine Defizienz des Carnitin-Systems führt zu einer Beeinträchtigung der beta-Oxidation.
Literatur[Bearbeiten]
- Longo N, Amat di San Filippo C, Pasquali M. “Disorders of carnitine transport and the carnitine cycle”. Am J Med Genet C Semin Med Genet, 142C:77–85, May 2006. DOI:10.1002/ajmg.c.30087. PMID 16602102.
- Stanley CA. “Carnitine deficiency disorders in children”. Ann. N. Y. Acad. Sci., 1033:42–51, November 2004. DOI:10.1196/annals.1320.004. PMID 15591002.
Weblinks[Bearbeiten]
| Allgemeine Hintergrundfarbe für Substrate | Hintergrundfarbe Reaktionspfeile | „Schlüsselenzyme“ | |
| Energiereiche Phosphate Reduktionsäquivalente | CO2 / HCO3− C1-Reste Stickstoff |
Abk.: Tr.: Transkriptionelle Regulation, Tl.: Regulation der Translation, Lok.: Regulation über die Enzymlokalisation, Kov.: Regulation durch kovalente Modifikation, All.: Allosterische Regulation, Koop.: Kooperativer Effekt, Co.: Cofaktoren, EC: Enzymklassifikation, EG: Enzymgruppe (Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase, Ligase), Erkr.: Assoziierte Erkrankungen.
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