HMG-CoA-Reduktase
| HMG-CoA-Reduktase | ||
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| Stäbchenmodell des Dimers mit Kalotten: Coenzym A (blau), β-Hydroxy-β-methyl-glutarylsäure (rot) und NADP (grün), nach PDB 1DQA | ||
| Vorhandene Strukturdaten: s. UniProt | ||
| Eigenschaften des menschlichen Proteins | ||
| Masse/Länge Primärstruktur | 888 Aminosäuren | |
| Sekundär- bis Quartärstruktur | Homodimer | |
| Isoformen | 2 | |
| Bezeichner | ||
| Gen-Name | HMGCR | |
| Externe IDs | OMIM: 142910 UniProt: P04035 | |
| Transporter-Klassifikation | ||
| TCDB | 2.A.6.6.5 | |
| Bezeichnung | Steroltransporter-Familie | |
| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 1.1.1.34 Oxidoreduktase | |
| Substrat | 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-CoA + 2 NAD(P)H/H+ | |
| Produkte | (R)-Mevalonat + CoA-SH + 2 NAD(P)+ | |
| Vorkommen | ||
| Homologie-Familie | HMG-CoA-Reduktase | |
| Übergeordnetes Taxon | Eukaryoten | |
HMG-CoA-Reduktase (HMGCR, Abkürzung für 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-Coenzym-A-Reduktase) heißt dasjenige Enzym, das in Eukaryoten das β-Hydroxy-β-Methylglutaryl-Coenzym-A zu Mevalonat reduziert. In Pflanzen ist Mevalonat der Ausgangsstoff für alle aus Isopren-Einheiten aufgebauten Verbindungen (Isoprenoide). Im Menschen ist die Reaktion geschwindigkeitsbestimmend für die Synthese von Cholesterin. Eine Hemmung der HMG-CoA-Reduktase ist daher von großer medizinischer Bedeutung zur Senkung des Cholesterinspiegels. Zur Gruppe der HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren gehört die Klasse der Statine, die sich von dem Naturstoff Lovastatin ableiten und deren Seitenkette strukturell mit der Mevalonsäure verwandt ist.
Man unterscheidet zwei Enzymtypen, je nach Cofaktor NADH (EC 1.1.1.88) oder NADPH (EC 1.1.1.34). Erstere kommt fast ausschließlich in Bakterien vor, Letztere in allen Lebewesen.
Andere Namen
- hydroxymethylglutaryl coenzyme A reductase (reduced nicotinamide,
- adenine dinucleotide phosphate), 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase,
- beta-hydroxy-beta-methylglutaryl coenzyme A reductase,
- hydroxymethylglutaryl CoA reductase (NADPH),
- S-3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase,
- NADPH-hydroxymethylglutaryl-CoA reductase,
- HMGCoA reductase-mevalonate:NADP-oxidoreductase (acetylating-CoA),
- 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase (NADPH), and
- hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (NADPH2).
Katalysierte Reaktion
+ 2 NADPH/H+ ⇒ 
+ CoA-SH + 2 NADP+
-3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA.svg){kind=small}
-Mevalonat.svg){kind=small}
- HMG-CoA wird zu Mevalonat reduziert.
Regulation
Die Regulation der HMG-CoA-Reduktase ist komplex; sie erfolgt u.a. transkriptionell über Transkriptionsfaktoren, die unter Mitwirkung von SCAP (SREBP cleavage activating protein) durch MBTPS1 proteolytisch aus SREBPs (sterol regulatory element binding protein) gewonnen werden. SCAP ist inaktiv, wenn es Cholesterin gebunden hat. Bei steigender Cholesterinkonzentration in der Zelle nimmt die Bildung der HMG-CoA-Reduktase daher ab; außerdem wird das Enzym direkt durch Bindung von Cholesterin und besonders Lanosterol, einem anderen Mevalonatderivat gehemmt. Die HMG-CoA-Reduktase kann auch durch die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) reversibel phosphoryliert und damit inaktiviert werden - wenn viel AMP vorliegt, was bei zellulärem Energiemangel der Fall ist, wird so die energieaufwändige Cholesterinsynthese gebremst.
Bei Cholesterinmangel nimmt die Transkription der Gene und damit die Bildung der HMG-CoA-Reduktase wieder zu.
Weitere Hormone, die regulierend auf HMG-CoA-Reduktase wirken sind
- Insulin (stimulierend)
- Glucagon (Antagonist von Insulin)
- Thyroidhormone (stimulierend; allerdings führt eine Hypothyreose aus anderen, unklaren Gründen zu erhöhten Cholesterinspiegeln im Blut)
Die HMG-CoA-Reduktase ist Angriffspunkt von Medikamenten wie Statinen zur Reduktion von Cholesterin.
Einzelnachweise
- Georg Löffler: Biochemie und Pathobiochemie. Springer, 7. Auflage, 2003.
Weblinks
Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Cholesterinbiosynthese – Lern- und Lehrmaterialien- HMG-CoA-Reduktase bei Online Mendelian Inheritance in Man.