Glutamat-Decarboxylase

Glutamat-Decarboxylase (GAD) ist ein Enzym in Eukaryoten, das die Decarboxylierung von Glutamat zu γ-Aminobuttersäure (GABA) und CO2 katalysiert. Dies ist der einzige Weg zur Biosynthese des Neurotransmitters GABA. Als Co-Faktor verwendet die Glutamat-Decarboxylase Pyridoxalphosphat. Im Mensch sind zwei Gene bekannt, die für Enzyme mit dieser Aktivität codieren: GAD1 und GAD2. Mutationen im GAD1-Gen können zum Enzymmangel im Gehirn, und dieser zu spastischer tetraplegischer Zerebralparese Typ 1 (CPSQ1), führen.[2]

Glutamat-Decarboxylase
Glutamat-Decarboxylase
GAD67 nach PDB 2okj

Vorhandene Strukturdaten: 2okj, 2okk

Masse/Länge Primärstruktur 594 / 585 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Homodimer
Kofaktor Pyridoxalphosphat
Isoformen GAD25, GAD65, GAD67
Bezeichner
Gen-Name(n) GAD1, GAD2
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 4.1.1.15, Lyase
Reaktionsart Decarboxylierung
Substrat L-Glutamat
Produkte γ-Aminobutyrat + CO2
Vorkommen
Homologie-Familie Hovergen
Übergeordnetes Taxon Eukaryoten[1]

In Säugetieren existiert die Glutamat-Decarboxylase in zwei Isoformen GAD67 und GAD65, die von den beiden Genen GAD1 und GAD2 codiert werden. Beide Gene werden in Zellen im Gehirn exprimiert. Zudem wird GAD2 auch in der Bauchspeicheldrüse exprimiert. Mindestens zwei weitere Formen GAD25 und GAD44 ohne Enzymaktivität wurden in sich entwickelnden Gehirnen bei Embryonen entdeckt.

Katalysierte Reaktion

Glutamat CO2 + GABA

Glutamat wird zu GABA decarboxyliert. Weitere Substrate der Isoform im Gehirn: L-Cysteat, 3-Sulfino-L-alanin und L-Asparaginsäure.[3]

Antikörper gegen GAD

Glutamat-Decarboxylase-Antikörper gegen die Isoform 65 sind zu Beginn der Erkrankung bei 50–70 % der Typ-I-Diabetiker nachweisbar.[4] Insbesondere beim Erwachsenen mit neu aufgetretener Zuckerkrankheit dienen sie dazu, frühzeitig einen Typ-2 von einem Typ-1-Diabetes zu unterscheiden (siehe auch LADA = latent autoimmune diabetes in adults).[5]

Wikibooks: Glutamat- und Glutamin-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise
  1. Orthologe bei OMA
  2. Glutamat-Decarboxylase. In: Online Mendelian Inheritance in Man. (englisch)
  3. ExPASy: EC 4.1.1.15
  4. www.laborlexikon.de: Diabetes-mellitus-Diagnostik, abgerufen am 2. März 2010.
  5. Deutsche-Diabetes-Gesellschaft: Leitlinien Diagnostik des Diabetes mellitus (Memento des Originals vom 28. Februar 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.deutsche-diabetes-gesellschaft.de (PDF-Datei; 1 MB), 2010
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