Pyrofosfatasen

Pyrofosfatasen sind Enzyme, die die Hydrolyse von Pyrophosphat (PPi) zu zwei anorganischen Phosphatmolekülen (Pi) katalysieren. Diese Reaktion ist thermodynamisch stark exergonisch, was bedeutet, dass sie viel Energie freisetzt. In biologischen Systemen spielt die Spaltung von Pyrophosphat eine wichtige Rolle bei der Energiegewinnung und bei der Steuerung verschiedener Stoffwechselwege.

Es gibt verschiedene Klassen von Pyrofosfatasen, die sich in ihrer Struktur, ihrem Mechanismus und ihrer Substratspezifität unterscheiden. Eine Hauptklasse sind die anorganischen Pyrofosfatasen, die spezifisch anorganisches Pyrophosphat spalten. Eine andere wichtige Gruppe sind die ATPasen, die ebenfalls Pyrophosphat als Nebenprodukt bei der Hydrolyse von ATP freisetzen können und diese Spaltung zur Energiefreisetzung nutzen. Einige Enzyme, die primär andere Substrate hydrolysieren, können ebenfalls eine pyrofosfatase-ähnliche Aktivität aufweisen.

Die Funktion von Pyrofosfatasen ist vielfältig. Sie sind essentiell für die Synthese von Makromolekülen wie DNA und RNA, da die Spaltung von PPi die Bildung von Phosphodiesterbindungen vorantreibt. In der Glykolyse und der Gluconeogenese sind sie an der Regulation von Schlüsselenzymen beteiligt. Darüber hinaus spielen sie eine Rolle im Mineralstoffwechsel, beispielsweise bei der Knochenbildung und -resorption. Enzymmangel oder Fehlfunktionen von Pyrofosfatasen können zu verschiedenen Krankheiten führen.