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Lexikon der Ernährung: Arginase

Arginase (EC 3.5.3.1), Arginin-Amidinase, Canavanase, E arginase, eine leberspezifische Hydrolase von hoher Aktivität und Spezifität, die bei den harnstoffbildenden (ureotelen) Tieren als Schrittmacherenzym die letzte Reaktion im Harnstoff-Zyklus katalysiert: L-Arginin + H2O → L-Ornithin + Harnstoff. Während sich bei den landlebenden ureotelen Tieren wie den Säugetieren die A. praktisch nur in der Leber findet – Spuren sind in Pankreas, Brustdrüse, Hoden und Niere enthalten – sind die Arginaseaktivitäten bei den ebenfalls ureotelen Knorpelfischen (z. B. Haien und Rochen), nicht nur auf die Leber beschränkt (die A. dient bei diesen Fischen zur Erzeugung einer hohen Harnstoffkonzentration im Blut [2–2,5 %], die zur Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks im Blut lebensnotwendig ist). Leberarginase ist bei proteinreicher Diät erhöht und bei Lebercarcinom erniedrigt. Sie ist ein tetrameres und metallionenabhängiges Enzym, das vier Mangan(II)-Ionen je Molekül A. bindet. Die Entfernung des Metallions, z. B. durch EDTA, führt zur Dissoziation der Leberarginase in ihre vier inaktiven Untereinheiten. Manganzusatz macht diesen Vorgang rückgängig. Bei pH 7,0 und 4 °C ist A. über Monate stabil. Unter pH 6 wird das Leberenzym zunehmend inaktiviert, da das tetramere Molekül über seine dimeren (bei pH 4) in seine monomeren (bei pH 2) Untereinheiten reversibel zerfällt. A. ist ein hochspezifisches Enzym, sie hydrolysiert außer L-Canavanin nur L- jedoch nicht D-Arginin oder andere Guanidinoverbindungen. Ihr pH-Optimum ist metallionenabhängig und liegt in Gegenwart von Mn2+-Ionen bei pH 10,0. Typische Inhibitoren der A. sind L-Ornithin und L-Lysin. Ein angeborener A.-Mangel führt zum Krankheitsbild der Argininämie, (Harnstoff-Zyklusdefekte).
Die bei den harnsäurebildenden (uricotelen) Wirbeltieren (Vögel, Reptilien) ebenfalls nachweisbare, allerdings sehr gering aktive L-Arginin-spezifische A. unterscheidet sich von der ureotelen Leberarginase im Km-Wert, der 50–100-mal größer ist als der Km-Wert der Rattenleberarginase, im Mr, in der Ornithinhemmbarkeit und im immunologischen Verhalten.

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