Input über Biochemie:

Heute: Der Uronsäuren- und Xylose-Stoffwechsel

Viel Spaß beim Weiter-Mitlernen.

LG Renate

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Biochemie und Pathobiochemie: Uronsäuren-Stoffwechsel

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Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 2 Synthese und Übertragung von Glucuronat 3 Aus UDP-Glucuronat kann UDP-D-Xylose gebildet werden 4 Weblinks

Allgemeines

Glucuronsäure wird an Eigen- und Fremdmoleküle geheftet, um ihre Wasserlöslichkeit und damit ihre Ausscheidungsfähigkeit zu erhöhen. Daneben kann sie zum Monosaccharid Xylose decarboxyliert werden. Beide gehen in die Biosynthese der Glycosaminoglycane (Proteoglycane) ein.

Synthese und Übertragung von Glucuronat

⇓	Subst.	( ⇑ )	Co.	Enzym	EC	EG	Erkr.
α-D-Glucose-6-phosphat
				Phosphoglucomutase	5.4.2.2	Iso
α-D-Glucose-1-phosphat
UTP PPi				UTP-Glucose-1-phosphat- Uridylyltransferase	2.7.7.9	Tr
UDP-Glucose
H2O, 2 NAD+ 2 NADH/H+		2 NAD+, H2O 2 NADH/H+		UDP-Glucose-6- Dehydrogenase	1.1.1.22	Ox
UDP-D- Glucuronat
Akzeptor UDP		Akzeptor UDP		Glucuronosyltransferase Glattes ER	2.4.1.17	Tr	Hyperbilirubinämie I (Gilbert-S.), Crigler- Najjar-S. Typ I und II
Akzeptor-β-D-Glucuronosid
H2O Akzeptor-OH				β-Glucuronidase	3.2.1.31	Hyd	Mucopolysaccharidose VII
D-Glucuronat

Glucuronsäure entsteht formell aus Glucose durch Oxidation am C₆-Atom. Um das Glucuronat später besser auf Akzeptormoleküle übertragen zu können muss es mit UDP aktiviert sein. Die Synthese von UDP-Glucose steht auch am Beginn der Glycogen- und Galactose-Biosynthese.
In der Reaktionsfolge wird zuerst ein Glucose-6-phosphat zum Glucose-1-phosphat isomerisiert. Das C₁-Atom kann mit seiner Phosphatgruppe nun leicht mit dem Phosphat von UTP unter Abspaltung von Pyrophosphat reagieren, so dass UDP-Glucose entsteht. Zweitens wird durch die Isomerisierung das C₆-Atom für die Oxidation zugänglich. Das UDP-Glucuronat kann den Glucuronatrest anschließend auf andere Moleküle übertragen.
Durch die Kopplung von Molekülen an Glucuronsäure kann deren Wasserlöslichkeit erhöht werden. Sie erfolgt z.B. an Hydroxyl- oder Amino-Gruppen. Die Glucuronidierung ist (neben der Acetylierung u.a.m.) ein Mechanismus der hepatischen Biotransformation Phase II, mit der Substanzen wie z.B. Bilirubin wasserlöslicher gemacht werden, die über Galle und Darm oder über die Niere ausgeschieden werden sollen.
Glucuronat findet sich weiterhin als Struktur-Bestandteil in den Proteoglykanen Chondroitinsulfat und Heparansulfat. Hier wird D-Glucuronat teilweise zu L-Iduronat epimerisiert.
Glucuronat wird auch beim Abbau von Inositol gebildet.

Aus UDP-Glucuronat kann UDP-D-Xylose gebildet werden

⇓	Subst.	( ⇑ )	Co.	Enzym	EC	EG	Erkr.
UDP-D-Glucuronat
CO2			FAD	UDP-Glucuronat-Decarboxylase	4.1.1.35	Ly
UDP-D-Xylose

Xylose (Holzzucker) wird benötigt für die Biosynthese von Chondroitinsulfat und Heparansulfat. Dabei ist Xylose der erste Zucker, der an den Serin-Rest des Proteinanteils o-glycosidisch gebunden wird.
Xylose wird im Körper nicht abgebaut, sondern unverändert ausgeschieden.

Weblinks

• KEGG: Pentose and glucuronate interconversions - Homo sapiens (human)
• KEGG: Starch and sucrose metabolism - Homo sapiens (human)

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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.