ALDH2

Verwandte Lektüre

Acetaldehyddehydrogenase, abgekürzt ALDH, eine Art von Aldehyddehydrogenase, ist verantwortlich für die Katalyse der Oxidation von Acetaldehyd zu Essigsäure. Die Ethanoldehydrogenase in der Leber ist verantwortlich für die Oxidation von Ethanol (einem Bestandteil von Wein) zu Acetaldehyd, und das resultierende Acetaldehyd wird weiter zu harmloser Essigsäure (einem Bestandteil von Essig) umgewandelt, katalysiert durch Acetaldehyddehydrogenase als Substrat.

Einführung

Acetaldehyd kann kovalent an einige Proteine, Phospholipide, Nukleinsäuren usw. im Körper gebunden werden. Die Oxidation von Acetaldehyd in der Leber und anderen Organen wird von ALDH, einem polypeptidischen Tetramer, katalysiert, und obwohl es mindestens sieben verschiedene Gene gibt, die ALDH kodieren (ALDH1, ALDH2, ALDH7) basierend auf der tetrameren Struktur und anderen biochemischen Eigenschaften, werden nur ALDH1 und ALDH2 als "echte" ALDH basierend auf Substratspezifität und Untereinheitszusammensetzung betrachtet. "ALDH2 befindet sich in Mitochondrien, während ALDH, ALDH3 und ALDH4 im Zytosol lokalisiert sind. ADH und ALDH2 sind reine Tetramere, die aus Untereinheiten mit einem Molekulargewicht von 54.000 bestehen. Menschliche Erythrozyten enthalten ein ALDH, das identisch mit dem ALDH im hepatischen Zytosol ist.

Abbildung 1. Alkoholverstoffwechsel und Enzyme, die den Alkoholkonsum stark beeinflussen. (Wang Q., et al. 2021)

Struktur

Die aktive Stelle von ALDH2 ist durch den Nikotinamidring von NAD+ in zwei Hälften geteilt. Das Enzym, das vom menschlichen ALDH2-Gen kodiert wird, ist ein tetrameres Enzym, das drei strukturelle Domänen enthält; zwei dinukleotidbindende strukturelle Domänen und eine dreisträngige Beta-Faltblatt-Domäne. Angrenzend an die A-Seite des Nikotinamidrings (Pro-R) befinden sich drei Cysteincluster (Cys301, Cys302 und Cys303), und angrenzend an die B-Seite (Pro-S) befinden sich Thr244, Glu268, Glu476 und ein geordnetes Wassermolekül, das an Thr244 und Glu476 gebunden ist.

Eigenschaften

ALDH2 ist ein zinkhaltiges Enzym. Sein Molekül besteht aus zwei Untereinheiten, eine Untereinheit befindet sich im aktiven Zentrum des Enzyms und die andere fungiert als Stabilator der quartären Struktur. In Anwesenheit von Coenzym katalysiert es die Dehydrierung bestimmter primärer oder sekundärer Alkohole, Aldehyde und Ketone, einschließlich Ethanol, und katalysiert die Dehydrierung von n-Butyraldehyd, Zimtaldehyd und Benzaldehyd schneller als Acetaldehyd. Der abgegebene Wasserstoff wird von NAD akzeptiert, wodurch es zu einem reduzierten Coenzym I wird. Die Aktivität der Serum-Ethanoldehydrogenase ist ein diagnostischer Indikator für parenchymatöse Zellschäden bei akuter Hepatitis. Die Serum-Enzymaktivität ist bei normalen Probanden oder bei Patienten ohne sekundäre Lebererkrankung negativ.

Funktionen

Die Ethanoldehydrogenase in der Leber ist verantwortlich für die Oxidation von Ethanol (einem Bestandteil von Alkohol) zu Acetaldehyd, und das resultierende Acetaldehyd wird weiter zu harmloser Essigsäure (d.h. einem Bestandteil von Essig) umgewandelt, katalysiert durch Acetaldehyddehydrogenase als Substrat. Acetaldehyd ist toxischer als Ethanol und ist eine der Hauptursachen für Kater. Darüber hinaus wird Acetaldehyd als krebserregend verdächtigt und wurde mit der Entwicklung menschlicher Tumoren in Verbindung gebracht. Das Hauptenzym, das für die Umwandlung von Acetaldehyd im Körper verantwortlich ist, ist die Acetaldehyddehydrogenase (ALDH) in der Leber. Es gibt einen klaren Unterschied in der katalytischen Rate zwischen ALDH1 und ALDH2.