Amidasen

Amidasen
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	3.5.-.-, Hydrolase
Reaktionsart	hydrolytische Spaltung
Substrat	Amide

Amidasen (auch: Amidohydrolasen) sind in der Enzymologie, einem Teilgebiet der Biochemie, Enzyme, welche eine chemische Reaktion zur Spaltung von Amidbindungen katalysieren. Die Enzyme bilden eine Unterfamilie der Hydrolasen. Sie erfüllen wichtige Funktionen in allen Lebewesen.

Katalysierte Reaktionen

Ein Monocarbonsäureamid reagiert dabei mit Wasser unter dem Einfluss einer Amidase zu einer Monocarbonsäure und Ammoniak bzw. dem Ammoniumsalz der Monocarbonsäure:

$\mathrm {R{\text{-}}CO{\text{-}}NH_{2}+H_{2}O\longrightarrow \;R{\text{-}}CO{\text{-}}OH+NH_{3}\;\;\rightleftharpoons \;\;R{\text{-}}COO^{-}+NH_{4}^{+}}$

Auch manche sekundäre Amide werden von Amidasen hydrolysiert, jedoch zeigt sich hier die Stabilität der meisten Amidbindungen, die so nicht gespalten werden können:

$\mathrm {R{\text{-}}CO{\text{-}}NH{\text{-}}R'+H_{2}O\longrightarrow \;R{\text{-}}CO{\text{-}}OH+R'{\text{-}}NH_{2}}$

Sekundäres Amid wird zu Carbonsäure und Amin umgesetzt

Im besonderen Fall einer Peptidbindung heißen die spaltenden Enzyme Peptidasen, diese gehören formal nicht mehr zu den Amidasen, sondern stellen die Enzymkategorie 3.4.

Zyklische Amidbindungen, beispielsweise in Lactamen, werden von Lactamasen gespalten, die ebenfalls zu den Amidasen gehören:

Öffnung des Lactamrings in Penicillin durch eine beta-Lactamase und anschließende spontane Abspaltung von CO₂

Amidasen im Menschen

Im Menschen wurden mehrere Dutzend Amidasen identifiziert, die alle wichtige Funktionen erfüllen, darunter Ceramidasen, Histon-Deacetylasen und Sirtuine. Weitere wichtige Einzelenzyme dieser Gruppe sind die Arylformamidase, die Biotinidase, die Glutaminase und die Pantetheinase.

Pathologie

Von acht Amidasen des Menschen sind Polymorphismen bekannt, die zu seltenen Erbkrankheiten führen können.

Gen-Name	Amidase	OMIM	OrphaNet	Erbkrankheit
ACY1	Aminoacylase-1	609924	137754	Enzephalopathie mit assoziiertem Aminoacylase 1-Mangel (ACY1D)
AGA	Glykosylasparaginase	208400	93	Aspartylglukosaminurie (AGU)
ASAH1	Saure Ceramidase	228000		Farber-Syndrom
ASPA	Aspartoacylase	271900	141	Canavan-Syndrom
BTD	Biotinidase	253260		Biotinidasemangel
HDAC4	Histon-Deacetylase 4	600430	1001	Brachydaktylie mit assoziierter geistiger Behinderung (BDMR), auch 2q37-Mikrodeletionssyndrom
PIGL	N-Acetylglucosaminyl-N-deacetylase	280000		CHIME-Syndrom
UPB1	Beta-Ureidopropionase	613161	65287	Beta-Ureidopropionase-Mangel (BUPD)

Technische Anwendung zur Racematspaltung

Das Enzym L-Acylase zählt auch zu den Amidasen. Es findet technische Anwendung bei der Racematspaltung von Aminosäuren. Aus der Acetylierung der Aminogruppe der racemischen Aminosäure DL-Methionin mit Essigsäureanhydrid resultiert N-Acetyl-DL-methionin (RS)-1, ein 1:1-Gemisch aus (S)-1 und (R)-1. Enantiospezifisch wird dann unter katalytischen Einfluss der L-Acylase die Acetylgruppe des N-Acetyl-L-methionins (S)-1 abgespalten, es entsteht L-Methionin (S)-2 und Essigsäure. Das N-Acetyl-D-methionin (R)-1 bleibt unverändert:

Dieses Verfahren wird auch kinetische Racematspaltung genannt. Nach demselben Trennprinzip ist die Racematspaltung vieler anderer α-Aminocarbonsäuren möglich.

Literatur

• InterPro: Amidase
• Lexikon der Biochemie, Spektrum Akademischer Verlag
• K. Drauz, H. Gröger, O. May (Ed.): Enzyme Catalysis in Organic Synthesis, Volume 1. Wiley, 2012 (Volltext in der Google-Buchsuche).