Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase

• Funktion Die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) wandelt durch Oxidation und Phosphorylierung Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP) in 1,3-Bisphosphoglycerat (1,3-BPG) um.
• Struktur Verknüpfung zur E. coli-Genom-Datenbank (ECDC): gapA, gap, gad (EC 1.2.1.12). Die molekulare Masse der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase beträgt 170,06 kD.
• Regulation/Arbeitsweise Die GAPDH katalysiert zwei Reaktionen, die Oxidation der Aldehyd-Gruppe (-CHO) des Glycerinaldehyd-3-phosphats zu einer formalen Carboxy-Gruppe (-COOH) unter Verwendung von NAD⁺ und zweitens die formale Vereinigung der enstandenen Carboxy-Gruppe mit einem Orthophosphat (OPO₃^2-) zu einem Acylphosphat (Anhydrid aus Carbonsäure und Phosphorsäure). NAD⁺ wird durch die enzymatische Übertragung eines Hydrid-Ions (H^-) zu NADH reduziert. Das zweite Wasserstoff-Atom geht als H⁺ in Lösung. Aufgrund der ungünstigen Standardenthalpie des zweiten Reaktionsschrittes müssen beide Arbeitsschritte gekoppelt ablaufen. Der Mechanismus der GAPDH-Reaktion verläuft über die Addition eine SH-Gruppe des Enzyms an den Aldehyd unter Bildung eines Thiohalbacetals. Mit Hilfe von NAD⁺ wird das Thiohalbacetal zum Thioester oxidiert. Abschließend wird das Enzym unter Substitution durch eine Phosphat-Gruppe wieder abgespalten.

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Abb.1

3D-Modell der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase aus E. coli

• Enzymatische Reaktion Glycerinaldeyhd-3-phosphat + NAD ⁺ + P_i ⇌ 1,3-Bisphosphoglycerat + NADH + H⁺

Vollständige Reaktion in Formeln

Abb.2

Reaktion der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase

GAPDH = HS-GAPDH*