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Enzymklassen

Glutamin-Synthetase

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Abb.1
3D-Darstellung der Röntgenstruktur einer Glutamin-Synthetase

PDB-Code: 1F52 (H. S. Gill, D. Eisenberg, 2001, Biochemistry 40, 1903-1912)

Nomenklatur

  • Ligasen E.C. 6.-.-.-
  • eine C-N-Bindung wird gebildet E.C. 6.3.-.-
  • Amid-Synthasen E.C. 6.3.1.-
  • Glutamin-Synthetase E.C. 6.3.1.2 (Glutamat-Ammonium-Ligase)

Allgemeine Reaktion

Die Glutamin-Synthetase ermöglicht die Bildung von Glutamin aus Glutaminsäure und Ammoniumionen. Diese Reaktion ist endergon, sie kann daher nur unter Verbrauch von ATP ablaufen.

Abb.2

Die Glutamin-Synthetase besteht aus 12 identischen Untereinheiten. Oben ist die Quartärstruktur angegeben.

Bedeutung von Glutamin

Glutamin ist im Organismus die Transportform des Ammoniaks. Es besitzt von allen Aminosäuren die höchste Konzentration im Blutplasma. Ammoniak darf nicht in freier Form vorliegen, da es für die Zellen giftig ist. In den verschiedenen Geweben wird daher NH4+ an Glutamat gebunden und das entstandene Glutamin über die Blutbahn zur Leber und zur Niere transportiert. In der Leber wird Glutamin hydrolytisch gespalten, es entstehen Glutamat und Ammoniumionen. Diese Ammoniumionen können über den Harnstoff-Cyclus zum ungiftigen Harnstoff umgewandelt werden. Der Harnstoff wird über die Niere ausgeschieden. In der Niere kann auch Glutamin gespalten werden, wobei das entstehende NH4+ als Ammoniumhydrogencarbonat (NH4HCO3) ausgeschieden wird. Dieser Prozess dient vor allem zur pH-Regulation in der Niere. Glutamin ist aber auch die Stickstoffquelle zur Synthese vieler Biomoleküle, beispielsweise für Aminosäuren und Nucleobasen.

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