Nitrosativer Stress: der Weg im Körper

Diese Seite zeigt den biochemischen Weg hinter dem Laborwert Nitrotyrosin: welche Stationen aufeinander folgen, welche Enzyme den Schritt machen und welche Cofaktoren sie dafür brauchen. Jede Aussage hat eine Quelle. Die Seite beschreibt allgemeines Lehrbuchwissen und sagt nichts über einen einzelnen Menschen.

Kurz erklärt

Nitrosativer Stress bezeichnet Reaktionen von Stickstoffmonoxid und seinen Folgeprodukten mit Eiweißen. Trifft NO auf Superoxid, entsteht Peroxynitrit, das an Tyrosin-Bausteinen 3-Nitrotyrosin hinterlässt.

9 Stationen · 7 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

L-Arginin → Stickstoffmonoxid NO-Synthase · BH4, Häm, NADPH, O₂ Die NO-Synthasen bauen Arginin mit Sauerstoff zu Stickstoffmonoxid und Citrullin um. Sie brauchen dafür NADPH, Häm-Eisen und den Cofaktor Tetrahydrobiopterin (BH4). NO wirkt als Signalstoff, etwa in Gefäßen und Nerven. Quelle 1, 2
Stickstoffmonoxid → Peroxynitrit · Superoxid (O₂•⁻) Trifft NO auf das Superoxid-Radikal, verbinden sich beide fast bei jeder Begegnung zu Peroxynitrit. Superoxid entsteht in Mitochondrien und durch NADPH-Oxidasen der Abwehrzellen. Quelle 3, 7
Peroxynitrit → Radikalpaar · Kohlendioxid (CO₂) Peroxynitrit reagiert im Körper meist zuerst mit Kohlendioxid. Das entstehende Zwischenprodukt zerfällt in zwei Radikale: Stickstoffdioxid und das Carbonat-Radikal. Quelle 3, 4
Radikalpaar → 3-Nitrotyrosin · Tyrosin im Eiweiß Das Carbonat-Radikal entreißt der Aminosäure Tyrosin ein Elektron; an das entstandene Tyrosyl-Radikal hängt sich Stickstoffdioxid. Übrig bleibt 3-Nitrotyrosin, eine dauerhafte Markierung am Eiweiß. Quelle 4, 3
Freies 3-Nitrotyrosin → NHPA Über Zwischenstufen entsteht daraus 3-Nitro-4-hydroxyphenylessigsäure. Sie ist das Hauptabbauprodukt von freiem Nitrotyrosin. Quelle 6
NHPA → Ausscheidung im Urin Die Niere gibt NHPA und einen kleineren Anteil unverändertes Nitrotyrosin in den Urin ab. Quelle 6

Cofaktoren dieses Weges

Arginin — Ausgangsstoff der NO-Synthasen; aus ihm stammt das Stickstoffatom des NO Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Arginin
Tetrahydrobiopterin (BH4) — Cofaktor der NO-Synthasen; ohne ihn geben sie Superoxid statt NO ab Quelle 2
Eisen — Zentralatom des Häms im sauerstoffbindenden Teil der NO-Synthasen Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Eisen
NADPH — Elektronenquelle der NO-Synthasen und der NADPH-Oxidasen Quelle 1, 7
FAD und FMN — Leiten im Reduktase-Teil der NO-Synthase Elektronen vom NADPH zum Häm Quelle 1
Calcium — Bindet an Calmodulin; erst dieser Komplex setzt die NO-Synthasen in Gang Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Calcium (intrazellulär)
Selen — Baustein der Glutathionperoxidasen, die Peroxynitrit ein Sauerstoffatom abnehmen Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Selen
Glutathion — Liefert den Glutathionperoxidasen die Elektronen für diesen Schritt Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Glutathion (GSH)

Quellen

Andrew PJ, Mayer B. Enzymatic function of nitric oxide synthases. Cardiovasc Res 1999 · PubMed 10690324
Tejero J, Stuehr D. Tetrahydrobiopterin in nitric oxide synthase. IUBMB Life 2013 · PubMed 23441062
Ferrer-Sueta G, Campolo N, Trujillo M et al. Biochemistry of Peroxynitrite and Protein Tyrosine Nitration. Chem Rev 2018 · PubMed 29400454
Bartesaghi S, Radi R. Fundamentals on the biochemistry of peroxynitrite and protein tyrosine nitration. Redox Biol 2018 · PubMed 29154193
Trujillo M, Ferrer-Sueta G, Radi R. Peroxynitrite detoxification and its biologic implications. Antioxid Redox Signal 2008 · PubMed 18500925
Mani AR, Pannala AS, Orie NN et al. Nitration of endogenous para-hydroxyphenylacetic acid and the metabolism of nitrotyrosine. Biochem J 2003 · PubMed 12797864
Babior BM. NADPH oxidase. Curr Opin Immunol 2004 · PubMed 14734109

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