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Lexikon der Neurowissenschaft: Superoxid-Dismutase

Superoxid-Dismutase w [von latein. super = über, griech. oxys = sauer, dis = doppelt, latein. mutare = verändern], Kupfer/Zink-Superoxiddismutase, Hyperoxid-Dismutase, Abk. SOD, E superoxide dismutase, ein u.a. im Nervensystem vorkommendes Enzym, das die Umsetzung des hochreaktiven und für viele Zellkomponenten schädlichen Superoxidradikals O2- nach folgender Gleichung katalysiert:
2O2- + 2H+ → H2O2 + O2. Das dabei entstehende H2O2 (Wasserstoffperoxid) kann zerfallen oder ebenfalls enzymatisch von Katalase abgebaut werden. Die Superoxid-Dismutase ist besonders reichlich in Motoneuronen und ihren Ausläufern vorhanden. Bei ungefähr einem Viertel der Fälle der familiären Form der amyotrophen Lateralsklerose (FALS) wurden "missense"-Mutationen im SOD-Gen gefunden, welche zum Austausch von Aminosäuren führen ( siehe Zusatzinfo ). freie Radikale.

Superoxid-Dismutase

Zusammenhang von familiärer amyotropher Lateralsklerose (FALS) und SOD-Mutationen:
Über 20 unterschiedliche Mutationen sind bislang beschrieben, von denen die meisten eine Reduktion der Enzymaktivität der SOD verursachen. Vermehrter oxidativer Streß von Motoneuronen, verursacht durch eingeschränkte Funktion der mutierten SOD, wurde zunächst als wahrscheinlichste Erklärung des Erkrankungsmechanismus bei ALS betrachtet, da die SOD dem Abbau von O2--Radikalen dient. Im Einklang mit dieser Hypothese schützt die Überexpression von SOD bei transgenen Mäusen gegen eine Reihe von neurotoxischen Reizen, und die Deletion der SOD führt zwar nicht zu spontaner Motoneuronendegeneration, jedoch zu gesteigerter Empfindlichkeit gegenüber Läsionen. Die Herstellung transgener Mäuse mit mutierten menschlichen SOD-Genen, welche von Familien mit FALS stammen, hat diese Hypothese jedoch in Frage gestellt: Bei unabhängig erzeugten Linien transgener Mäuse mit unterschiedlichen SOD-Mutationen entwickelt sich eine der ALS des Menschen stark ähnelnde Motoneuronenerkrankung, obwohl diese Mäuse eine normale Aktivität der SOD aufweisen, da sie zwei Kopien des Maus-SOD-Gens zusätzlich zum Transgen besitzen. Die Mutationen können daher nicht lediglich einen Funktionsverlust zur Folge haben, vielmehr müssen sie zu einer veränderten Funktion der SOD führen, die für die Motoneuronendegeneration verantwortlich ist. Diese Hypothese wird durch das Fehlen echter SOD-Nullmutationen bei Patienten mit FALS unterstützt, was ebenfalls darauf hindeutet, daß ein verändertes Genprodukt für die Neurotoxizität verantwortlich ist und nicht lediglich eine verminderte Enzymaktivität. Eine Möglichkeit für eine derartige neue Funktion wäre eine veränderte Enzymspezifität, welche zur Umsetzung zusätzlicher Substrate und zur Bildung erhöhter Mengen des neurotoxischen Peroxynitrits (Stickoxid) oder anderen Veränderungen im Gleichgewicht der reaktiven Sauerstoffspezies führt. Die Identifizierung der exakten chemischen Prozesse hierbei könnte zur Charakterisierung neuer Angriffspunkte für therapeutische Interventionen führen. Da jedoch die bis jetzt gefundenen Mutationen über das ganze SOD-Gen verstreut liegen, ist es wahrscheinlich, daß auch eine erhebliche funktionelle Heterogenität vorliegt. Schließlich ist auch unklar, ob eine veränderte Funktion der SOD auch zur Pathogenese bei der Mehrzahl der sporadischen ALS-Fälle beiträgt. Dafür spricht jedoch, daß auch bei einigen Patienten mit sporadischer Erkrankung Mutationen im SOD-Gen beschrieben wurden.

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