Pyroxengrund liest zwei Zeilen der Unionsliste gegen die Biochemie zinkhaltiger Enzyme — die Carboanhydrase im roten Blutkörperchen, die Sorbitdehydrogenase in der Leberzelle.
Zum BeitragZwei Reaktionsräume
Zink sitzt in beiden Fällen als zweifach geladenes Ion in einer Enzymtasche und wechselt dabei seine Ladung nicht. Was die Enzyme daraus machen, hat miteinander nichts zu tun. Deshalb führt das europäische Register auch zwei getrennte Zeilen.
In der Carboanhydrase wird das Ion von drei Histidin-Seitenketten gehalten. Die vierte Koordinationsstelle bleibt einem Wassermolekül vorbehalten. Dessen Protonenabgabe fällt in der Nähe des Metalls so leicht, dass ein angreifendes Hydroxid entsteht — und aus Kohlendioxid binnen Mikrosekunden Hydrogencarbonat wird.
Die Enzymvariante II im roten Blutkörperchen zählt zu den schnellsten bekannten Katalysatoren des menschlichen Stoffwechsels. Weitere Varianten sitzen in der Nierenrinde, in der Magenschleimhaut und im Auge.
Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012
Die Leberzelle kann den Zuckeralkohol Sorbit in Fruktose umsetzen. Zuständig dafür ist die Sorbitdehydrogenase, ein Tetramer, dessen jede Untereinheit ein katalytisches Zinkion trägt. Ohne dieses Ion bleibt die Bindetasche unbesetzt und der Wasserstoffübertrag auf NAD findet nicht statt.
Zum selben Umfeld zählen weitere zinkhaltige Dehydrogenasen, etwa die Alkoholdehydrogenase der Leber. Alle arbeiten nach demselben Prinzip: das Metall polarisiert die Hydroxylgruppe, das Coenzym nimmt den Wasserstoff auf.
Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012
Die beiden Zeilen aus dem Abschnitt oben gehören zu Vorgängen, die biochemisch kaum etwas gemeinsam haben. Der eine läuft in Millisekunden an der Membran eines roten Blutkörperchens ab, der andere über Minuten im Zytosol einer Leberzelle. Verbunden sind sie allein durch das Metall, das in beiden Fällen die Reaktionstasche besetzt.
Genau deshalb formuliert der Anhang der Verordnung sie getrennt. Eine zusammengezogene Aussage wäre vom Text nicht gedeckt, auch wenn beide Zeilen dasselbe Element betreffen.
Ohne Katalysator vergehen Sekunden, bis sich gelöstes Kohlendioxid mit Wasser zu Kohlensäure verbindet. Ein rotes Blutkörperchen passiert die Lungenkapillare jedoch in deutlich weniger als einer Sekunde. Die unkatalysierte Reaktion wäre damit zu langsam, um die im Gewebe aufgenommene Fracht rechtzeitig wieder abzugeben.
Die Carboanhydrase verkürzt diesen Schritt um mehrere Zehnerpotenzen. In Zahlen: gemessene Umsatzraten liegen im Bereich von einer Million Molekülen je Sekunde und Enzym. Das Metallzentrum ist dabei der Ort, an dem die Reaktion überhaupt beginnt.
Was im Blutkörperchen entsteht, bleibt dort nicht. Ein Austauscher in der Membran gibt Hydrogencarbonat an das Plasma ab und nimmt im Gegenzug Chlorid auf. Dieser Tausch hält die Ladungsbilanz stabil und verteilt den größten Teil der transportierten Fracht auf das Plasma.
In der Lunge kehrt sich die Abfolge um. Hydrogencarbonat strömt zurück, wird am selben Enzym wieder zu Kohlendioxid und verlässt den Körper mit der Ausatemluft. Atmung und Nierenfunktion halten das Zusammenspiel in einem engen Rahmen; Nahrungsmittel steuern es nicht.
Der Polyolweg beginnt mit der Aldosereduktase, die Glukose unter Verbrauch von NADPH zu Sorbit reduziert. Erst der zweite Schritt ist zinkabhängig: Die Sorbitdehydrogenase oxidiert Sorbit zu Fruktose und überträgt den Wasserstoff auf NAD. Die entstehende Fruktose tritt anschließend über die Fruktokinase in die Glykolyse ein.
Sorbit gelangt zusätzlich über die Nahrung in den Organismus — aus Steinobst und als Zusatzstoff E 420 in zuckerfreien Erzeugnissen. Der Abbauweg ist derselbe, unabhängig von der Herkunft des Moleküls.
Beide Sätze beschreiben einen Beitrag zu einem Vorgang, der bei ausreichender Versorgung ohnehin abläuft. Sie beziehen sich weder auf einzelne Mahlzeiten noch auf eine bestimmte Zusammenstellung des Speiseplans und treffen keine Aussage über Krankheiten.
Was auf diesen Seiten darüber hinaus steht, ist redaktioneller Text zur Biochemie. Er wird bewusst nicht als zugelassene Angabe ausgewiesen.
Die lange Fassung führt die Kinetik der Carboanhydrase, den Polyolweg, Gehaltstabellen und den Anhang der Verordnung in einem durchgehenden Dokument zusammen.
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