Biochemie des Peroxysoms in der Leberzelle

Authors


  • Herrn Prof. Dr. B. Chance und Herrn Dr. N. Oshino sei auch an dieser Stelle herzlich gedankt für die Anregungen und die fruchtbare Zusammenarbeit, Herrn Prof. Dr. Th. Bücher für die ständige Unterstützung der Untersuchungen sowie für wertvolle Diskussionen bei der Abfassung dieses Manuskripts, Herrn Priv.-Doz. Dr. B. Brauser für seine Kollegialität und für die Überlassung neuentwickelter Meßtechniken, und Herrn Prof. Dr. F. Miller und Herrn Dr. V. Herzog für die Kooperation bei cytochemischen Fragen. Die im Text zitierten eigenen Arbeiten wurden in dankenswerter Weise gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Sonderforschungsbereich 51, Medizinische Molekularbiologie und Biochemie, Teilprojekt D/8, sowie durch den Nato Research Grant No. 416.

Abstract

Leitenzym des Peroxysoms–einer phylogenetisch alten, jedoch erst seit einigen Jahren bekannten Zellorganelle – ist Katalase, ein Hämoprotein, welches Wasserstoffperoxid sowohl katalatisch als auch peroxidatisch umsetzt. In den Peroxysomen ist die Katalase u.a. mit H2O2-liefernden Oxidasen vergesellschaftet. Auch in Gewebszellen, beispielsweise der Leber und der Niere, läuft ein Teil der Sauerstoffreduktion über die Bildung von H2O2. Drehscheibe des peroxysomalen H2O2-Umsatzes ist das aktive Intermediat, Katalase-Fe3+-H2O2 (Komplex I), das sich durch spezifische Absorptionsbanden auszeichnet. Die Organphotometrie an der intakten, hämoglobinfrei durchströmten Rattenleber zur selektiven Messung des Komplexes I ermöglicht einen direkten Einblick in die Dynamik des im Nanomolbereich ablaufenden H2O2-Umsatzes. Endrogen bildet 1 g Leber etwa 50 nmol H2O2 pro min. Die Wechselzahl, die im stationären Zustand bei < 10 min−1 in der Zelle gegenüber > 108 min−1 am isolierten Enzym bei Substratüberschuß liegt, kann durch intrazelluläre Stimulation der H2O2-Produktion (z. B. durch Glykolat oder Urat) auf etwa 102min−1 gebracht werden. Die bei den niedrigen Wechselzahlen gegenüber dem katalatischen Weg begünstigte peroxidatische Oxidation von Wasserstoffdonoren (z. B. Methanol und äthanol) hat im normalen Metabolismus und bei pathologischen Zuständen Bedeutung.

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