Neuronenspezifische Enolase

Neuronenspezifische Enolase

Vorhandene Strukturdaten: 1TE6, 2akm, 2akz
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 433 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Homodimer, Heterodimer
Kofaktor 2 Mg2+
Isoformen α/γ, γ/γ
Bezeichner
Gen-Namen ENO2; ENOG
Externe IDs OMIM: 131360 UniProtP09104 CAS-Nummer: 9014-08-8
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 4.2.1.11  Lyase
Reaktionsart Eliminierung
Substrat 2-Phospho-D-Glycerat
Produkte Phosphoenolpyruvat + H2O
Vorkommen
Homologie-Familie Enolase 3
Übergeordnetes Taxon Lebewesen
Die neuronenspezifische Enolase (NSE, ENOG), engl.: neuronspecific enolase, ist ein Enzym (Biokatalysator) des Glucose-Stoffwechsels. Sie kommt in verschiedenen Isoformen in den Nervenzellen (Neuronen) des Gehirns und des peripheren Nervengewebes sowie in neuroendokrinen Geweben, v.a. in den sog. APUD-Zellen, vor.

Erhöhte Serumwerte von NSE sind die Folge von kardiovaskulären Ereignissen, zerebralen Traumata, Gehirntumor und Creutzfeldt-Jakob-Krankheit. Der obere Grenzwert im Serum bei Erwachsenen wird von verschiedenen Labors mit 10, 12 und 18,5 μg/l unterschiedlich angegeben.

NSE gehört zu einer von drei Enzymgruppen, die zusammen als Enolasen bezeichnet werden, alle dieselbe Reaktion katalysieren und die in allen Lebewesen vorkommen, die Glucose verwerten. Während α-Enolasen gewebeunspezifisch sind, sind β-Enolasen nur in Muskelzellen und γ-Enolasen nur in Nervengewebe lokalisiert. Tatsächlich handelt es sich jeweils um ein Homo- oder Heterodimer aus drei möglichen Untereinheiten (α, β, γ), die miteinander kombiniert werden. Von diesen Kombinationen werden fünf tatsächlich angetroffen: α/α in Embryonen und im Erwachsenen gewebeunspezifisch; α/β und β/β in gestreifter Muskulatur; und α/γ und γ/γ in Neuronen. Während der Ontogenese werden bevorzugt die Heterodimere synthetisiert.[1][2]

Katalysierte Reaktion

D-2-Phosphoglycerat2.svg $ \mathrm{\xrightarrow [Enolase]{-Wasser} } $ Phosphoenolpyruvat Fischer2.svg ADP     ATP
R-Pfeil rechts 1-3.svg
Pyruvatkinase
Pyruvat Fischer.svg
D-2-Phosphoglycerat Phosphoenolpyruvat     Pyruvat

2-Phosphoglycerat spaltet ein Wassermolekül ab; es entsteht Phosphoenolpyruvat (PEP). Aufgrund der entstandenen Doppelbindung ist die Phosphatgruppe des PEP instabil gebunden und wird leicht auf ADP unter Bildung von ATP übertragen; aus dem PEP entsteht Brenztraubensäure bzw. Pyruvat.[3]

Bewertung

NSE bei gutartigen Erkrankungen

Erhöhte Konzentrationen von NSE im Blutserum findet man bei

- gutartigen Lungenerkrankungen

- Erkrankungen des Gehirns oder der Nervenzellen.

Bei Erkrankungen des Gehirns findet man erhöhte Werte für NSE auch im Liquor (Gehirnwasser). Dies gilt z.B. für Hirnhautentzündung (Meningitis), Schlaganfall, intrazerebralen Blutung, Subarachnoidalblutung, zerebrale Hypoxie (Mangelversorgung mit Sauerstoff), Encephalomyelitis disseminata (Multiple Sklerose), Creutzfeldt-Jakob-Krankheit und andere Erkrankungen, die zur Degeneration von Nervenzellen führen. NSE ist ein prognostischer Faktor für Patienten mit zerebralen Hypoxiezuständen. Signifikant erhöhte NSE-Werte im Serum (> 33 μg/l) in den ersten Tagen nach einer Reanimation deutet auf eine ungünstige Prognose hin.

- Schwangerschaften mit Neuralrohrdefekten beim Kind

NSE bei bösartigen Erkrankungen

NSE ist ein Tumormarker bei sehr unterschiedlichen Tumoren. Beim kleinzelligen Bronchialkarzinom gilt NSE als der zentrale Tumormarker, er korreliert mit dem Ausmaß der Erkrankung, nicht aber mit dem Ort und der Art der Metastasierung. Unter erfolgreicher Chemotherapie kommt es zum Absinken der anfangs erhöhten NSE-Werte. NSE-Erhöhungen finden sich außerdem beim Neuroblastom, bei neuroendokrinen Tumoren, beim Seminom (Hoden-Tumor), außerdem mit geringere Sensitivität beim Nierenkarzinom und bei weiteren Tumorerkrankungen. NSE eignet sich nicht zur Tumorsuche und nicht zur Erstdiagnose, wohl aber zur Kontrolle eines Verlaufs oder einer Behandlung.

Störungen

NSE ist in höherer Konzentration in Erythrozyten (rote Blutkörperchen) und in Thrombozyten (Blutplättchen)enthalten. Daher finden sich erhöhte NSE-Werte im Serum, wenn es zur Zerstörung der roten Blutkörperchen (z.B. bei Hämolyse) oder der Blutplättchen gekommen ist (z.B. bei unerwünschter Gerinnung im Analyseröhrchen oder bei unsachgemäßem Zentrifugieren).

Hemmstoffe

Die Enolase wird durch Fluorid inhibiert. Dies nutzt man bei Blutproben aus, wenn man die Glucosewerte bestimmen möchte. Durch das inhibierte Enzym kann die Glykolyse im Proberöhrchen nicht ablaufen, so dass ein Glucoseabbau nicht stattfindet.[4]

Einzelnachweise

  1. PROSITE PDOC00148
  2. UniProt-Eintrag
  3. Thieme Chemistry (Hrsg.): Eintrag zu Phosphoenolpyruvat im Römpp Online. Version 3.25. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2012, abgerufen am 14. April 2011.
  4. Todd A. Swanson, Sandra I. Kim und Marc J. Glucksman: BRS Biochemistry, Molecular Biology, and Genetics. Lippincott Raven; 5. Auflage 2010; ISBN 978-0781798754; S. 65

Weblinks

Wikibooks Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Enolase – Lern- und Lehrmaterialien
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