Lexikon der Biologie



Desaminierung



Im Stoffwechsel sind folgende Desaminierungen von besonderer Bedeutung:



a) dehydrierende Desaminierung, durch welche Glutamat und NAD+ unter der katalytischen Wirkung von Glutamat-Dehydrogenase zu α-Ketoglutarat, Ammoniak und NADH umgesetzt werden;

b) eliminierende Desaminierung, durch die primär die β-Substituenten der Aminosäuren Serin, Homoserin, Threonin (β-Hydroxyl) und Cystein (β-SH) unter Ausbildung der entsprechenden α-β-ungesättigten Aminosäuren entstehen, die sich weiter – über Iminosäure-Intermediate – zu den Endprodukten Pyruvat (aus Serin und Cystein) bzw. α-Ketobutyrat (aus Homoserin und Threonin) unter Freisetzung von Ammoniak umlagern; diese Reaktionen erfolgen unter der katalytischen Wirkung von Pyridoxalphosphat-abhängigen Desaminasen (Pyridoxalphosphat); Histidin kann Ammoniak unter Bildung von Urocanat eliminieren;

c) oxidative Desaminierung, durch die Aminosäuren, z. B. Glycin und Lysin, in Gegenwart von Sauerstoff unter der katalytischen Wirkung von Aminosäure-Oxidasen zu den entsprechenden α-Ketosäuren unter Freisetzung von H2O2 und Ammoniak reagieren;

d) hydrolytische Desaminierung, die den Abbau von Adenin und Guanin einleitet, wobei diese unter Freisetzung von Ammoniak zu Hypoxanthin bzw. Xanthin umgewandelt werden. Die Desaminierung von Nucleinsäurebasen spielt auch eine Rolle beim RNA-Editing, genauer bei der Konvertierung von Cytosin zu Uracil.

Reaktionen der Transaminierung bewirken ebenfalls die Desaminierung von Aminosäuren und ihre Überführung in die entsprechenden α-Ketosäuren (Aminosäuren). Allerdings wird dabei Ammoniak nur auf andere Ketosäuren übertragen und tritt nicht in freier Form auf, so daß die Transaminierungsreaktionen i. e. S. nicht unter den Begriff Desaminierung fallen.

Die mit geringer Rate ohne Enzymeinwirkung, d. h. spontan, ablaufende Desaminierung von Nucleinsäurebasen führt zu den DNA-fremden Basen Hypoxanthin, Xanthin und Uracil, die entweder durch Reparaturprozesse (DNA-Reparatur) entfernt werden oder im Verlauf der Replikation zu Fehlpaarungen und damit zur Auslösung von spontanen Mutationen führen. Durch Desaminierung der seltenen Base (modifizierte Basen) 5-Methylcytosin entsteht Thymin (5-Methyluracil), das, als DNA-eigene Base, durch Reparaturprozesse nicht entfernt werden kann und daher besonders häufig (trotz der relativen Seltenheit von 5-Methylcytosin) zu Mutationen führt. Die Desaminierung von Nucleinsäurebasen kann durch Nitrit, in geringem Maße auch durch erhöhte Temperatur, gesteigert werden, worauf die mutagene Wirkung von Nitrit bzw. von Temperaturerhöhungen beruht.





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