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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:L-Homocystein2.svg|150px|Struktur von L-Homocystein]]
| Strukturhinweis = Strukturformel von L-Homocystein
| Name = L-Homocystein
| Andere Namen = * L-2-Amino-4-mercaptobuttersäure
* L-2-Amino-4-mercaptobutansäure
* (''S'')-2-Amino-4-mercaptobuttersäure
* (''S'')-2-Amino-4-mercaptobutansäure
| Summenformel = C4H9NO2S
| CAS = * {{CASRN|6027-13-0|Q26992833}} (L-Enantiomer)
* {{CASRN|6027-14-1|Q27293623}} (D-[[Enantiomer]])
* {{CASRN|454-29-5}} ([[Racemat]])
| EG-Nummer = 207-222-9
| ECHA-ID = 100.006.567
| PubChem = 778
| ChemSpider = 757
| Beschreibung = farblose Kristalle<ref name="roempp">{{RömppOnline|ID=RD-08-01723|Name=Homocystein|Abruf=2014-06-01}}</ref>
| Molare Masse = 135,18 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 233 [[Grad Celsius|°C]] (Racemat)<ref name="roempp" />
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| Löslichkeit =
| Quelle GHS-Kz = <ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|SIAL|53510|Name=DL-Homocysteine|Abruf=2016-11-05}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P = <ref name="Sigma" />
}}

'''L-Homocystein''' ('''Hcy''') (ausgesprochen: Homo-cyste-ín) ist eine natürlich vorkommende, aber nicht proteinogene α-[[Aminosäure]]. Sie ist im [[Stoffwechsel]] ein Zwischenprodukt des Ein-Kohlenstofftransfers und entsteht durch ''S''-[[Demethylierung]] von L-[[Methionin]] als Methyldonor. Im Vergleich zum proteinogenen [[Cystein]] enthält Homocystein eine zusätzliche [[Methylengruppe]]. Erhöhte Blutwerte für Homocystein ([[Homocysteinämie]]) können eine Schädigung der [[Blutgefäß]]e zur Folge haben. Es steht auch in engem Zusammenhang mit [[Depressionen]] und [[Demenz]]erkrankungen im [[Gerontologie|Alter]]. Normale Laborwerte bei der Blutuntersuchung liegen zwischen 5 und 10 µmol·l−1. Zur Regulierung des Homocysteinspiegels im [[Blut]] ist eine ausreichende Versorgung mit [[Betain]] und den [[Vitamin]]en [[Cobalamine|B12]], [[Pyridoxin|B6]] sowie [[Methyltetrahydrofolat]] erforderlich.<ref>Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke: [http://www.dife.de/presse/pressemitteilungen/?id=1068&highlight=vitamin+b12 ''Kombination von niedrigem Vitamin B12- und niedrigem Folat-Spiegel erhöht das Schlaganfallrisiko.''] Pressemitteilung vom 25. September 2007, abgerufen am 9. Februar 2013.</ref><ref>Cornelia Weikert u. a.: ''B Vitamin Plasma Levels and the Risk of Ischemic Stroke and Transient Ischemic Attack in a German Cohort.'' In: ''Stroke.'' 38, 2007, S. 2912–2918. [[doi:10.1161/STROKEAHA.107.486068]].</ref> Eine Therapie mit Folsäure zur [[Krankheitsprävention]] ist wissenschaftlich umstritten.

Zwei Moleküle Homocystein können sich über eine [[Disulfidbrücke]] zum '''Homocystin''' verbinden. Bei erhöhtem Homocysteinspiegel im Blut wird Homocystin mit dem Urin ausgeschieden ([[Homocystinurie]]).

== Geschichte ==
Homocystein wurde 1932 von [[Vincent du Vigneaud]] bei seinen Arbeiten über schwefelhaltige Verbindungen entdeckt. Doch erst 1962 erkannten Carson und Neil den Zusammenhang zwischen Homocystein und bestimmten Erkrankungen. Sie fanden deutlich erhöhte Homocysteinwerte im Urin einer Gruppe von Kindern mit geistiger Behinderung und postulierten einen Enzymdefekt – die klassische [[Homocystinurie]], verursacht durch einen Defekt der Cystathionin-β-Transferase.<ref>D. Gruson: {{Webarchiv|url=http://www.ifcc.org/ifccfiles/docs/140310200303.pdf |wayback=20160304134228 |text=''Cardiovascular diseases and homocysteine, a short summary of a long story.'' }} In: ''J Int Clin Chem.'' 14, 2003, S. 3.</ref><ref>Vincent du Vigneaud: ''A Trail of Sulfa Research: From Insulin to [[Oxytocin]].'' In: ''Nob Lec.'' 1955, S. 1–10. [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1955/vigneaud-lecture.pdf (PDF)]</ref><ref>{{Literatur |Autor=N. A. Carson, D. W. Neill |Titel=Metabolic abnormalities detected in a survey of mentally backward individuals in Northern Ireland |Sammelwerk=Arch. Dis. Child. |Band=37 |Datum=1962-10 |Seiten=505–513 |DOI=10.1136/adc.37.195.505 |PMC=2012909 |PMID=14018926}}</ref>

== Eigenschaften ==
=== Chemische Eigenschaften ===
Homocystein liegt überwiegend als „inneres Salz“ bzw. [[Zwitterion]] vor, dessen Bildung dadurch zu erklären ist, dass das [[Proton (Chemie)|Proton]] der [[Carboxygruppe]] an das einsame Elektronenpaar des Stickstoffatoms der [[Aminogruppe]] wandert.

[[Datei:Betain-Homocystein.png|330px|Zwitterionen von L- bzw. D-Homocystein]]

Zwitterionen von L-Homocystein (links) bzw. D-Homocystein (rechts)

Im elektrischen Feld wandert das Zwitterion nicht, da es als Ganzes ungeladen ist. Genaugenommen ist dies am isoelektrischen Punkt (bei einem bestimmten pH-Wert) der Fall, bei dem das Homocystein auch seine geringste Löslichkeit in Wasser hat. Durch seine im Vergleich zu [[Cystein]] zusätzliche CH2-Gruppe kann Homocystein einen fünfgliedrigen [[Heterocyclus|heterocyclischen]] Ring bilden, ein sogenanntes [[Thiolactone|Thiolacton]].<ref name="Baernstein">H. S. Baernstein: In: ''Journal of Biological Chemistry.'' 106, 1934, S. 451.</ref> Diese Cyclisierungsreaktion verhindert die Bildung stabiler [[Peptidbindung]]en. Ein [[Protein]], das Homocystein enthält, hat demnach die Tendenz, sich aufzuspalten.

== Biochemische Bedeutung ==
Aus L-Homocystein und Methyl-[[Tetrahydrofolsäure|FH4]] kann durch das Enzym [[Methionin-Synthase]] die Aminosäure L-[[Methionin]] in einer Remethylierung gebildet werden. Die Methionin-Synthase benötigt Vitamin B12 als [[Coenzym]]. Alternativ kann Homocystein in Leber und Niere über die [[Betain-Homocystein-Methyltransferase]] zu Methionin umgewandelt werden. Coenzym für diese Reaktion ist Betain. Abgebaut wird Homocystein über die Transsulfurierung, einen rein Vitamin-B6-abhängigen Schritt.

L-Methionin wird einerseits zur ''Proteinsynthese'', andererseits zur Bildung von [[S-Adenosylmethionin|''S''-Adenosylmethionin]] (SAM) biochemisch genutzt. SAM ist der wichtigste Donator für [[Methylgruppe]]n im zellulären Stoffwechsel. Hat es seine Methylgruppe abgegeben, entsteht [[S-Adenosylhomocystein|''S''-Adenosylhomocystein]] (SAH), das zu [[Adenosin]] sowie L-Homocystein hydrolysiert wird:

[[Datei:Homocysteinsynthesis.png|zentriert|700px|Synthese von Homocystein ausgehend von SAM]]

SAH hemmt Methylierungsreaktionen, sein Abbau zu Homocystein ist also zwingend notwendig, um Methylierungsreaktionen aufrechterhalten zu können. Ist der Abbau von Homocystein gestört, sind auch die wichtigen Methylierungsreaktionen in der Zelle gestört.<ref name="PMID 11351038">P. Durand, M. Prost, N. Loreau: ''Impaired homocysteine metabolism and atherothrombotic disease.'' In: ''[[Lab Invest]].'' 81, 2001, S. 645–672. PMID 11351038.</ref>

== Bedeutung für die Gesundheit ==
Homocystein kommt natürlicherweise im menschlichen Körper vor. Allerdings führen erhöhte Werte zum Krankheitsbild der [[Hyperhomocysteinämie]]. Bereits moderat erhöhte Homocystein-Werte können darüber hinaus das Risiko für [[Herz-Kreislauf-Erkrankung|Herz-Kreislauferkrankungen]] erhöhen. Eine Senkung des Homocystein-Spiegels könnte vorbeugend wirken, allerdings gibt es noch keine Studien, die dies belegen.<ref>[https://dgk.de/gesundheit/mikronaehrstoffe/lexikon/vitamine/folsaeure-vitamin-b9/therapie.html Deutsches Grünes Kreuz, abgerufen am 25. November 2015]</ref>

Erhöhte Homocystein-Werte werden außerdem mit Augenkrankheiten in Verbindung gebracht, insbesondere mit [[Retinopathie]], [[Pseudoexfoliationssyndrom]], [[Katarakt (Medizin)|Katarakt]], [[Optikusatrophie]] und Arteriosklerose der Netzhautgefäße;<ref>{{Literatur |Autor=T. A. Ajith, Ranimenon |Titel=Homocysteine in ocular diseases |Sammelwerk=Clin. Chim. Acta |Band=450 |Datum=2015-10 |Seiten=316–21 |DOI=10.1016/j.cca.2015.09.007 |PMID=26343924}}</ref> ob auch eine Verbindung zur [[Makulopathie]] besteht, ist umstritten.<ref>{{Literatur |Autor=A. Pinna, F. Zaccheddu, F. Boscia, C. Carru, G. Solinas |Titel=Homocysteine and risk of age-related macular degeneration: A systematic review and meta-analysis |Sammelwerk=Acta Ophthalmol |Band=96 |Nummer=3 |Datum=2018-05 |Seiten=e269–e276 |DOI=10.1111/aos.13343 |PMID=27966830}}</ref>

Bei [[Vitamin-B12-Mangel]] ist Homocystein erhöht und kann als Verlaufsparameter für die Therapie eines Vitamin-B12-Mangels verwendet werden (bei effektiver Therapie sollten sich die erhöhten Homocystein-Spiegel wieder normalisieren).<ref>S. Rajan, J. I. Wallace, S. A. Beresford, K. I. Brodkin, R. A. Allen, S. P. Stabler: ''Screening for cobalamin deficiency in geriatric outpatients: prevalence and influence of synthetic cobalamin intake.'' In: ''J Am Geriatr Soc.'' 50(4), 2002, S. 624–630. PMID 11982661.</ref><ref>{{Literatur |Autor=Wolfgang Herrmann, Rima Obeid |Titel=Ursachen und frühzeitige Diagnostik von Vitamin-B12-Mangel |Sammelwerk=Deutsches Ärzteblatt |Band=105 |Nummer=40 |Datum=2008 |Seiten=680-685 |Online=[https://www.aerzteblatt.de/archiv/61696/Ursachen-und-fruehzeitige-Diagnostik-von-Vitamin-B12-Mangel online] |DOI=10.3238/arztebl.2008.0680}}</ref>

== Literatur ==
* Olaf Stanger: ''Homocystein: Grundlagen, Klinik, Therapie, Prävention''. Maudrich, Wien / München / Bern 2004, ISBN 3-85175-766-1.
* Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: ''Biochemie.'' 5. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2003, ISBN 3-8274-1303-6.
* {{Literatur
|Autor=Per Magne Ueland, Helga Refsum, Lars Brattström
|Hrsg=Robert Francis
|Titel=8. Plasma Homocysteine and Cardiovascular Disease
|Sammelwerk=Atherosclerotic cardiovascular disease, hemostasis, and endothelial function
|Verlag=M. Dekker
|Ort=New York
|Datum=1992
|ISBN=0-8247-8726-9
|Seiten=183–236
|Sprache=en
|Online={{Webarchiv |url=http://www.uib.no/People/mfapu/PMU%20Media/papers%20pdf/1992/Ueland_92_in_Francis_183.pdf |text=uib.no |wayback=20041120064807}}
|Format=PDF
|KBytes=2900}}
* Wolfgang Herrmann, Rima Obeid: ''Vitamins in the prevention of human diseases.'' 2011, ISBN 978-3-11-021448-2.
* Wolfgang Herrmann, Rima Obeid: ''[https://www.aerzteblatt.de/archiv/die-obligatorische-folsaeurefortifikation-von-nahrungsmitteln-be8913d4-159d-4847-98b6-21b863edcfc4 Die obligatorische Folsäurefortifikation von Nahrungsmitteln: Ein in Deutschland kontrovers diskutiertes Thema. The Mandatory Fortification of Staple Foods with Folic Acid: A Current Controversy in Germany.]'' Ärzteblatt-Übersichtsarbeit, [[doi:10.3238/arztebl.2011.0249]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie: Methionin-Stoffwechsel}}
* [http://www.laborlexikon.de/Lexikon/Infoframe/h/Homocystin.htm Laborlexikon - Fachzeitschrift für Labormedizin: Homocystin]
* [https://www.pharmazeutische-zeitung.de/index.php?id=3591 Homocystein: Vitamin-B-Prophylaxe in der Diskussion]
{{Gesundheitshinweis}}

[[Kategorie:Alpha-Aminosäure]]
[[Kategorie:Thiol]]
[[Kategorie:Butansäure]]

Homocystein - Versionsgeschichte

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