Hämoxygenase

Living reference work entry
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Zusammenfassung

Hämoxygenase

Synonym(e)

Hämoxigenase; HO; HOMX

Englischer Begriff

heme oxygenase; haem oxygenase

Definition

Hämoxygenase (HO) ist der Name für ein Enzym (EC 1.14.99.3), das Häm und andere Häm-haltige Proteine mithilfe von NADP + H+ und O2 zu Eisen (Fe3+), Biliverdin und Kohlenmonoxid oxidativ abbaut. HO existiert beim Menschen in der induzierbaren Isoform 1 (HO-1) und der konstitutiven Isoform 2 (HO-2). Induktoren sind Häm, oxidativer Stress (Stress,oxidativer), Lipidperoxide, Hypoxie, Zytokine und „vascular endothelial growth factor“.

Beschreibung

Ein Großteil der Wirkungen von HO ist auf die Reaktionsprodukte des Hämabbaus zurückzuführen: proangiogenetische Wirkung besonders auch in der Embryonalentwicklung und die Hemmung von Entzündungsvorgängen, oxidativem Stress, pathologischer Bindegewebsvermehrung und Apoptose. Bei Präeklampsie wurde weniger HO-1 in der Plazenta und weniger CO in der Ausatmungsluft festgestellt, wodurch die angiogenetischen Faktoren sFlt-1 (Fms-like tyrosine kinase 1, lösliche) und sEndoglin verstärkt freigesetzt werden. Bei chronisch obstruktiver Lungenerkrankung ist in alveolären Makrophagen die HO-1-Expression reduziert. In vielen Karzinomen wird HO-1 überexprimiert, fördert die Angiogenese und hemmt Apoptose und Chemotherapie. In Korrektur früherer unspezifischer Induktionsversuche mit Kobalt-Protoporphyrin wurde eine proinflammatorische Wirkung von HO-1 bei metabolischen Erkrankungen (auch Metaflammation genannt) gefunden. Reduzierung von HO-1 in Leber und Fettgewebe begünstigt Insulinsensitivität und reduziert Steatose. HO-1 könnte ein Prädiktor für frühzeitige Erkennung von Insulinresistenz und für die Stratifizierung von „gesunder“ und „ungesunder“ Adipositas sein (Jais et al. 2014). Der genetische HO-1-Mangel bei einem 6 Jahre alten Jungen führte zu Wachstumsretardierung, chronisch hämolytischer Anämie, Leuko- und Thrombozytose, Hämosiderose, Hypobilirubinämie und schwerer Atherosklerose.

Es gibt bisher kein standarisiertes analytisches Verfahren für die Hämoxygenasebestimmung. In Gewebeextrakten wird nach aufwendiger Vorbereitung die Konzentration mit einem ELISA gemessen und die Spezifität mit Western-Blots nachgewiesen. Für die Enzymaktivität kann das Reaktionsprodukt Biliverdin mit LC-MS/MS sehr spezifisch gemessen werden.

Literatur

  1. Dulak J, Deshane J, Joskowicz A, Agarwal A (2008) Heme oxygenase-1 and carbon monoxide in vascular pathobiology. Focus on angiogenesis. Circulation 117:231–241CrossRefGoogle Scholar
  2. Iwamori S, Sato E, Saigusa D et al (2015) A novel and sensitive assay for heme oxygenase activity. Am J Physiol Renal Physiol 309:F667–F671CrossRefGoogle Scholar
  3. Jais A, Einwallner E, Sharif O et al (2014) Heme oxygenase-1 drives metaflammation and insulin resistance in mouse and man. Cell 158:25–40CrossRefGoogle Scholar

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Authors and Affiliations

  1. 1.ErfurtDeutschland

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