Iduronat-2-Sulfatase

Iduronat-2-sulfatase (IDS, früher auch Chondroitinsulfatase) ist ein in allen Lebewesen vorkommendes Enzym, das speziell in Eukaryoten die Aufgabe hat, in den Lysosomen bei der Verdauung bestimmter Stoffe innerhalb der Zelle mitzuwirken. Es spaltet Sulfat von Dermatansulfat und Heparansulfat ab, den Hauptbestandteil von Fasern und Knorpelgewebe im Körper. Es ist damit unverzichtbarer Bestandteil des Reaktionswegs, der diese Stoffe im Körper abbaut. Fehlt IDS im Körper, beispielsweise durch Mutation des IDS-Gens, resultiert beim Menschen das Hunter-Syndrom. Idursulfase (Handelsname: Elaprase ^®, Hersteller: Shire HGT), ist ein Arzneistoff mit diesem Enzym, der in der Behandlung des Hunter-Syndroms eingesetzt wird.^[1]

Biosynthese

Das Gen, aus dem IDS entsteht, liegt auf dem X-Chromosom und erstreckt sich über neun Exons und 26.500 Basenpaare. Das Transkript ist 5756 Basen lang und übersetzt in ein 550 Aminosäuren enthaltendes Precursor-Protein, das nach der posttranslationalen Modifikation eine 422 Aminosäuren lange und 42 kDa schwere und eine 95 Aminosäuren lange und 12 kDa schwere Proteinkette ergibt, die sich beide zum endgültigen Enzym vereinigen. Vom Precursor existiert eine kurze Isoform, bei der 157 Aminosäuren fehlen.^[2][3]

Biologische Funktion

IDS wird hauptsächlich in der Leber, den Nieren, der Lunge und der Plazenta gebildet. Dort werden in den Lysosomen der Zellen verstärkt körpereigene und körperfremde Makromoleküle (Glycosaminoglycane) abgebaut. Die Aufgabe von IDS ist die hydrolytische Spaltung von organischen Sulfaten wie Heparinsulfat, Dermatansulfat und Heparin. Für diese Funktion benötigt das Enzym pro Einheit ein Calcium-Ion als Kofaktor.

Katalysierte Reaktion

Beim Abbau von Dermatansulfat

IdoA(2S)β1-3GalNAc(4S)β1-4GlcAβ1-3GalNAc(4S) + H₂O :$ \longrightarrow $ IdoAβ1-3GalNAc(4S)β1-4GlcAβ1-3GalNAc(4S) + Sulfat

Beim Abbau von Heparansulfat

IdoA(2S)β1-4GlcN(2S)α1-4GlcA(2S)β1-4GlcNAc(6S)α1-4GlcA + H₂O :$ \longrightarrow $ IdoAβ1-4GlcN(2S)α1-4GlcA(2S)β1-4GlcNAc(6S)α1-4GlcA + Sulfat

Pharmakologie

Idursulfase ist die rekombinant hergestellte Form des humanen lysosomalen Enzyms Iduronat-2-Sulfatase und wird mittels einer humanen Zelllinie hergestellt.

Anwendungsgebiete (Indikationen)

Langzeitbehandlung von Patienten mit Hunter-Syndrom (Mukopolysaccharidose II, MPS II).

Behandlungskosten

Die Behandlungskosten pro Patient und Jahr liegen zwischen 390.000 € (5-jähriges Kind, 25 kg) und 1,1 Mio. € (Erwachsener, 70 kg).^[4]

Einzelnachweise

Weblinks

Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Abbau der Glycosaminoglycane – Lern- und Lehrmaterialien

• Homepage Elaprase

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