Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase

Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenasen (GPD) sind Enzyme, die die Hydrierung von Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) zu Glycerin-3-phosphat und die umgekehrte Umsetzung katalysieren. Sie kommen in allen Lebewesen vor.

Mitochondriale Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase
Schema des Glycerin-3-phosphat-DHAP-Shuttles. Für Einzelheiten bitte Textinhalt beachten. Abkürzungen: (1) Glycerin-3-phosphat; (2) Dihydroxyacetonphosphat; cGPD cytosolische Glycerin-3-Phosphat-Dehydrogenase; mGPD mitochondriale Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase; Cyt Cytosol; IMR Intermembranraum
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	685 Aminosäuren
Kofaktor	FAD, Ca2+
Isoformen	2
Bezeichner
Gen-Name	GPD2
Externe IDs	OMIM: 138430 UniProt P43304
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	1.1.5.3, Oxidoreduktase
Reaktionsart	Dehydrierung
Substrat	FAD + Glycerin-3-phosphat
Produkte	FADH2 + Dihydroxyacetonphosphat
Vorkommen
Homologie-Familie	GDP
Übergeordnetes Taxon	Lebewesen

Cytosolische Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase [NAD]
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	348 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	Homodimer
Kofaktor	NAD
Bezeichner
Gen-Name	GPD1
Externe IDs	OMIM: 138420 UniProt P21695
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	1.1.1.8, Oxidoreduktase
Reaktionsart	Hydrierung
Substrat	NADH + Dihydroxyacetonphosphat
Produkte	NAD+ + Glycerin-3-phosphat
Vorkommen
Homologie-Familie	GPD[NAD+]
Übergeordnetes Taxon	Lebewesen

Die genannte Reaktion ist in Eukaryoten notwendig für den Wasserstoff-Transport aus dem Cytosol mittels des Glycerin-3-phosphat-Shuttles in die Mitochondrien: Im Cytosol wird der an NAD gebundene Wasserstoff durch die hydrierende NAD⁺-abhängige GPD (EC 1.1.1.8) auf Dihydroxyacetonphosphat übertragen und das durch diese Reduktion entstehende Glycerin-3-phosphat diffundiert durch die Mitochondrienmembran in das Mitochondrium. Dort ist die dehydrierende FAD-abhängige GPD in der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert (GPD2; EC 1.1.5.3) und überträgt den Wasserstoff vom G3P auf FAD. Das durch diese Oxidation des G3P wieder gebildete Dihydroxyacetonphosphat diffundiert zurück in das Cytosol. In der Mitochondrienmembran wird durch Coenzym Q der Wasserstoff vom FADH₂ wieder auf NAD⁺ übertragen, wobei als Nebenprodukte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) entstehen.^[1][2]

Zusätzlich zur Funktion in der Atmungskette scheint GPD2 eine Rolle im Spermienstoffwechsel zu spielen, wo sie nicht in Mitochondrien lokalisiert ist. Die Expression von GPD2 wird unter anderem durch T3 über den Thyroidhormonrezeptor stimuliert und ist gewebeabhängig.^{[3][4][5][6][7]}

Weblinks

• Gopinathrao/reactome: Gly-3-P+FAD→DHAP+FADH2 (catalyzed by mitochondrial Gly-Phos dehydrogenase)
• Gopinathrao/reactome: Conversion of Dihydroxyacetone Phosphate to Glycerol-3-phosphate