Sulfatierung (Biologie)

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Sulfatgruppe gekoppelt über eine Esterbindung

Sulfatierung ist der Prozess, bei dem Sulfat an Biomoleküle gekoppelt wird. Die enzymvermittelte Reaktion ist sehr spezifisch und ist eine wichtige posttranslationale Modifikation von Proteinen.

Der Prozess der Sulfatierung ähnelt dem Prozess der Phosphorylierung. Sulfat wird irreversibel durch Enzyme aus der Gruppe der sogenannten Sulfotransferasen an eine Hydroxyl-Gruppe gekoppelt (Sulfotransferasen sind bei Säugetieren besonders in der Leber, Niere, dem Magen-Darm-Trakt und der Lunge zu finden). Sulfatierte Biomoleküle können Glykoproteine, Proteoglykane, Glykolipide oder kleine Metabolite sein.

Bedeutung haben Sulfatierungen besonders bei Interaktionen zwischen Zellen sowie mit der extrazellulären Matrix. Sulfatierte Glykoproteine und Proteoglykane befinden sich dementsprechend in der Zellmembran oder werden in die extrazelluläre Matrix sezerniert und übernehmen eine Rolle bei der Zelladhäsion sowie bei der Präsentation und Modulation von Wachstumsfaktoren, Chemokinen und anderen Molekülen, die in der interzellulären Kommunikation involviert sind. Die Sulfatgruppen tragen hierbei zur Spezifität der Interaktionen bei.

Im Säugetierorganismus spielt die Sulfatierung von ggf. toxischen Fremdstoffen eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der biologischen Aktivität dieser Substanzen. Da sie dadurch besser wasserlöslich sind, können sie rascher über die Nieren ausgeschieden werden. Die Sulfatierung gehört damit zu den Biotransformationsreaktionen der Phase-II (Kopplung von aktivierten Säuren an Wirkstoffe).

Literatur

  • Hemmerich S, Verdugo D, Rath VL: Strategies for drug discovery by targeting sulfation pathways. Drug Discov Today. 2004; 9(22): 967-75. PMID 15539140

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