Allgemeines

Pyridoxalphosphat ist das zentrale Vitamin des Aminosäurenstoffwechsels. Es ist z.B. als Cofaktor der Transaminasen und Decarboxylasen aktiv.

Biosynthese / Herkunft

Pyridoxal-5'-phosphat.

Zur Vitamin B6-Gruppe (Pyridoxine) gehören das Pyridoxamin, das Pyridoxal und das Pyridoxin sowie die jeweiligen 5'-Phosphat-Ester und zusätzlich noch das Pyridoxat, das mit dem Urin ausgeschieden wird. Die wasserlöslichen Vitamine können bis auf Pyridoxat ineinander umgewandelt werden. Biologisch aktiv ist das Pyridoxal-5'-phosphat (PLP, PALP). Die Biosynthese erfolgt bei Bakterien, Pilzen und Pflanzen z.B. aus Glycerinaldehyd-3-phosphat (Glycolyse) und D-Ribulose-5-phosphat (Pentosephosphatweg) oder aus D-Erythrose-4-phosphat (Pentosephosphatweg).

Aktivierung der B6-Vitamine (Recycling von Pyridoxalphosphat)

⇓	Subst.	⇑	Co.	Enzym	EC	EG	Erkr.
Pyridoxal
ATP ADP				Pyridoxalkinase	2.7.1.35	Tr
Pyridoxalphosphat (PLP)

⇓	Subst.	⇑	Co.	Enzym	EC	EG	Erkr.
Pyridoxin
ATP ADP				Pyridoxalkinase	2.7.1.35	Tr
Pyridoxinphosphat
O2 H2O2				Pyridoxinphosphat-Oxidase	1.4.3.5	Ox	PNPO-Defizienz
Pyridoxalphosphat (PLP)

⇓	Subst.	⇑	Co.	Enzym	EC	EG	Erkr.
Pyridoxamin
ATP ADP				Pyridoxalkinase	2.7.1.35	Tr
Pyridoxaminphosphat
H2O, O2 NH3, H2O2				Pyridoxinphosphat-Oxidase	1.4.3.5	Ox	PNPO-Defizienz
Pyridoxalphosphat (PLP)

Biologische Funktionen

Pyridoxalphosphat (PLP, PALP) ist das zentrale Vitamin des Aminosäurenstoffwechsels. Je nach Proteinanteil (Apo-Enzym) werden folgende Reaktionen katalysiert:

• Transaminierungen durch Transaminasen z.B. Alanin-Transaminase, Aspartat-Transaminase (Aspartatzyklus), Ornithin-Aminotransferase (Ornithinsynthese aus und -abbau zu Glutamat), Phosphoserin-Transaminase (Biosynthese von L-Serin und Glycin), Alanin--Glyoxylat-Transaminase, α-Aminoadipat-Transaminase (Lysin-Abbau), Tyrosin-Transaminase und Verzweigtkettige-Aminosäuren-Transaminase.
• Decarboxylierungen: Synthese biogener Amine wie z.B. GABA aus Glutamat, Tyramin aus Tyrosin und Dopamin aus L-Dopa, Histamin aus Histidin, Serotonin aus 5-Hydroxy-Tryptophan. Weiterhin Decarboxylierung von Phosphatidylserin zu Phosphatidylethanolamin und Biosynthese von Putrescin.
• Aldolspaltung: Aldolasen spalten Serin in Glycin und eine Hydroxymethylgruppe sowie Threonin in Glycin und Acetaldehyd.
• α-,β-Eliminierung: Die L-Serin-Deaminase (syn. L-Serin-Dehydratase) deaminiert Serin zu Pyruvat, die Threonin-Ammoniak-Lyase (syn. L-Threonin-Dehydratase) deaminiert Threonin.
• Transsulfurierung und Cystein-Biosynthese im Abbauweg des Methionins.
• Erster Schritt der Häm-Biosynthese als Cofaktor der δ-Aminolävulinat-Synthase.
• PLP ist außerdem ein Bestandteil der Glycogen-Phosphorylase, wobei PLP hier etwas anders arbeitet als im Aminosäurenstoffwechsel (Säure-Basen-Katalyse durch die Phosphat-Gruppe).

Funktionsweise (Reaktionen mit Aminosäuren)

Die Aldehyd-Gruppe von PLP bildet mit der Aminogruppe der Aminosäure eine Schiff-Base (Aldimin), unterstützt von einer kationischen Gruppe des Enzyms. Der PLP-Stickstoff zieht Elektronen an und schwächt dadurch die Bindungen am C_α-Atom der Aminosäure, so dass je nach Apo-Enzym unterschiedliche Reaktionen ermöglicht werden.

• Schwächung der Bindung zwischen dem C_α-Atom und der Aminogruppe: Transaminierung (PLP deaminiert eine Aminosäure und überträgt die Aminogruppe dann auf eine Ketosäure)
• Schwächung der Bindung zwischen dem C_α-Atom und der Carboxylgruppe: Decarboxylierung
• Schwächung der Bindung zwischen dem C_α- und dem C_β-Atom: Aldolspaltung
• Schwächung der Bindung zwischen dem C_α- und dem H-Atom, sowie dem C_β-Atom und einem Substituenten: α-,β-Eliminierung

Pathobiochemie

Vitamin B6-Mangelerkrankungen sind selten und oft unspezifisch: Seborrhoische Dermatitis, Glossitis, neurologische Symptome (Krampfanfälle, Neuritis, Depressionen, Reizbarkeit), Wachstumsstörungen, Anämie.

Weblinks

• KEGG: Vitamin B6 metabolism - Homo sapiens (human)