Quelltext der Seite Plasmalogene

[[Datei:Example structure of plasmalogen.svg|mini|250px|Ein typisches Plasmalogen; Phosphatidylethanolamin-Plasmalogen]]

'''Plasmalogene''' sind [[Etherlipid]]e, die strukturell den [[Lecithine|Phosphatidylcholinen]] bzw. [[Phosphatidylethanolamine]]n ähneln. Der Unterschied ist, dass am endständigen [[Kohlenstoff]]-Atom des [[Glycerin]]s anstelle eines [[Fettsäure]]-Esters ein [[Enolether]] vorhanden ist. Die zweite, als [[Carbonsäureester|Ester]] gebundene Fettsäure ist zumeist mehrfach ungesättigt. Über 10 % der [[Phospholipide]] des Gehirns und der Muskeln gehören zur Gruppe der Plasmalogene. Da ein Zusammenhang der Plasmalogene mit verschiedenen Neuropathologien zu bestehen scheint, sind sie Gegenstand intensiver Forschung.

Sie wurden von [[Robert Feulgen]] entdeckt.

== Funktionen ==
Plasmalogene kommen in vielen menschlichen Geweben vor, insbesondere in größeren Mengen im Nerven-, Immun- und Herzkreislaufsystem. Gewebespezifisch lässt sich unterscheiden, dass im menschlichen Herz vermehrt Plasmalogene mit [[Cholin]] als Kopfgruppe (sogenannte [[Phosphatidylcholin]]-Plasmalogene) vorkommen, während in den [[Myelinscheide]]n des Nervensystems vor allem Phosphatidylethanolamine mit [[Ethanolamin]] als Kopfgruppe zu finden sind.

Obwohl die Funktionen der Plasmalogene noch nicht vollständig aufgeklärt sind, konnte gezeigt werden, dass sie Säugerzellen gegen Oxidationsschäden schützen. Weiter wird vermutet, dass sie eine Rolle in der [[Signaltransduktion]] spielen.

== Biosynthese ==
[[Datei:Plasmalogensynthese-de.png|mini|Plasmalogen-Synthese]]
Die Biosynthese der Plasmalogene findet in den [[Peroxisom]]en und im [[Endoplasmatisches Retikulum|endoplasmatischen Retikulum]] (ER) statt. Zu Beginn entsteht ein Komplex aus den Enzymen GNPAT (Glycerolphosphat-Acyltransferase) und AGPS (Alkyl-Glycerolphosphat-Synthase) an der luminalen Seite der peroxisomalen Membran.<ref> P. Brites, H. R. Waterham, R.J. Wanders, Functions and biosynthesis of plasmalogens in health and disease, Biochim. Biophys. Acta 1636 (2004) 219–231.</ref> Es wurde gezeigt, dass bei fehlen z. B. der AGPS das kooperierende Enzym GNPAT
einen Aktivitätsverlust erleidet.<ref>J. Biermann, W. W. Just, R. J. Wanders, H. Van Den Bosch, Alkyl-dihydroxyacetone phosphate synthase and dihydroxyacetone phosphate acyltransferase form a protein complex in peroxisomes, Eur. J. Biochem. 261 (1999) 492–499.</ref><ref>D. Hardeman, H. van den Bosch, Topography of ether phospholipid biosynthesis, Biochim. Biophys. Acta 1006 (1989) 1–8.</ref>
Der erste Schritt der Synthese wird von GNPAT eingeleitet. Es acyliert [[Dihydroxyacetonphosphat|DHAP]] (Dihydroxyacetonphosphat) an der sn-1-Position. Dann tauscht die AGPS den [[Acylgruppe|Acylrest]] mit einem Alkylrest aus.<ref>A. J. Brown, F. Snyder, Alkyldihydroxyacetone-P synthase. Solubilization, partial purification, new assay method, and evidence for a ping-pong mechanism, J. Biol. Chem. 257 (1982) 8835–8839.</ref><ref>P. F. James, A.C. Lake, A. K. Hajra, L. K. Larkins, M. Robinson, F. G. Buchanan, R. A Zoeller, An animal cell mutant with a deficiency in acyl/alkyl-dihydroxyacetone-phosphate reductase activity. Effects on the biosynthesis of ether-linked and diacylglycerolipids, J. Biol. Chem. 272 (1997) 23540–23546.</ref>
Das entstandene 1-Alkyl-DHAP wird zu 1-O-Alkyl-2-Hydroxy-sn-Glycerophosphat (GPA) reduziert. Diese Reaktion wird durch eine Acyl/Alkyl-DHAP-Reductase katalysiert, die am ER und an der peroxisomalen Membran lokalisiert ist.

Alle weiteren Modifikationen finden nun im ER statt.
Zuerst wird hier ein Acyl-Rest an die sn-2-Position durch eine Alkyl/Acyl-GPA-Acyltransferase gehängt, wobei die Phosphatgruppe durch eine  [[Phosphatasen|Phosphatase]] entfernt wird. Hierbei entsteht 1-O-Alkyl-2-Acyl-sn-Glycerol.
Eine Phosphotransferase formiert nun mit CDP-Ethanolamin 1-O-Alkyl-2-Acyl-sn-GPEtn. Nach Dehydration an der 1- und 2-Position der Alkylgruppe durch ein [[Elektronentransportkette|Elektronentransportsystem]]
und eine Plasmenylethanolamin-[[Desaturasen|Desaturase]] wird nun endlich die PL-typische Vinyl-Etherbindung geformt.
Plasmenylcholin entsteht aus 1-O-Alkyl-2-Acyl-sn-Glycerol mit Hilfe der [[Cholin]]-Phosphotransferase.

Da es keine Plasmenylcholin-Desaturase gibt, können Cholin-PLs nur durch einen Umweg entstehen. Dabei werden Ethanolamin-PLs zu 1-O-(1Z-Alkenyl)-2-Acyl-sn-Glycerol
hydrolysiert und durch das Enzym Cholin-Phosphotransferase mit CDP-Cholin so modifiziert, sodass Cholin-PLs entstehen.<ref>T. C. Lee, Biosynthesis and possible biological functions of plasmalogens, Biochim. Biophys. Acta 1394 (1998) 129–145.</ref><ref>N. E. Braverman, A. B. Moser, Functions of plasmalogen lipids in health and disease, Biochim. Biophys. Acta (2012), {{DOI|10.1016/j.bbadis.2012.05.008}}.</ref>

== Pathologien ==
Das [[Zellweger-Syndrom]] ist u.&nbsp;a. charakterisiert durch einen Plasmalogenmangel, da die [[Peroxisom]]en fast keine [[Enzym]]e mehr beinhalten und abgebaut werden. So können sie die Plasmalogene nicht mehr synthetisieren.<ref name="pmid17055078">R. Wanders, H. Waterham: ''Peroxisomal disorders: the single peroxisomal enzyme deficiencies.'' In: ''Biochimica et Biophysica Acta'' (2006) - Molecular Cell Research Band 1763, S. 1707. {{doi|10.1016/j.bbamcr.2006.08.010}}.</ref>

Ein reduzierter Gehalt von Plasmalogenen im Gehirn wurden assoziiert mit der [[Alzheimer-Krankheit]],<ref>M. O. W. Grimm,  J. Kuchenbecker, T. L. Rothhaar, S. Grösgen, B. Hundsdörfer, V. K. Burg, P. Friess, U. Müller, H. S. Grimm, M. Riemenschneider, T. Hartmann: ''Plasmalogen synthesis is regulated via alkyl-dihydroxyacetonephosphate-synthase by amyloid precursor protein processing and is affected in Alzheimer's disease.'' In: ''Journal of Neurochemistry'' (2011), Band 116, Nr. 5, S. 916–925. {{doi|10.1111/j.1471-4159.2010.07070.x}}. PMID 21214572.</ref> der X-linked [[Adrenoleukodystrophie]],<ref name="pmid18540993">M. Khan, J. Singh, I. Singh: ''Plasmalogen deficiency in cerebral adrenoleukodystrophy and its modulation by lovastatin.'' In: ''Journal of Neurochemistry'' (2008), Band 106, Nr. 4, {{doi|10.1111/j.1471-4159.2008.05513.x}}. {{PMC|2575097}}. PMID 18540993.</ref> und dem [[Down-Syndrom]].<ref name="pmid10837793">E. J. Murphy, M. B. Schapiro, S. I. Rapoport, H. U. Shetty: ''Phospholipid composition and levels are altered in Down syndrome brain.'' In: ''Brain Research'' (2000), Band 867, Nr. 1–2, S. 9–18. {{doi|10.1016/S0006-8993(00)02205-8}}. PMID 10837793.</ref>

== Literatur ==
* {{cite journal |author=Nagan N, Zoeller RA |date=2001-05 |title=Plasmalogens: biosynthesis and functions |journal=Prog. Lipid Res. |volume=40 |issue=3 |pages=199–229 |pmid=11275267 |language=en}}
* {{cite journal |author=de Vet EC, Ijlst L, Oostheim W, ''et al.'' |date=1999-11 |title=Ether lipid biosynthesis: alkyl-dihydroxyacetonephosphate synthase protein deficiency leads to reduced dihydroxyacetonephosphate acyltransferase activities |journal=J. Lipid Res. |volume=40 |issue=11 |pages=1998–2003 |pmid=10553003 |url=http://www.jlr.org/cgi/content/full/40/11/1998 |language=en}}

== Weblinks ==
* D’Eustachio / reactome: ''[https://reactome.org/content/detail/R-HSA-75896 Plasmalogen biosynthesis]''

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4174829-3}}

[[Kategorie:Glycerolipid]]
[[Kategorie:Enolether| Plasmalogene]]
[[Kategorie:Phosphorsäureester| Plasmalogene]]
[[Kategorie:Phospholipid| ]]
[[Kategorie:Glycerinester]]