5′-Deiodinase

5′-Deiodinasen sind Iodothyronin-Deiodinasen, die das Schilddrüsenhormon Thyroxin (T4) in Triiodthyronin (T3) umwandeln. Sie spielen damit eine entscheidende Rolle für die Aktivierung von Iodothyroninen. Deiodinasen sind selenabhängige Enzyme.[1]

Mechanismus der Aktivierung

Deiodinasen aktivieren Iodothyronine, indem sie ein Iodatom am Außenring (5′-Position) entfernen. Auf diese Weise wird T4 in T3 umgewandelt. Ähnliche Reaktionen, die durch 5′-Deiodinasen vermittelt werden, sind die Umwandlung von T3 in 3,5-T2 oder von rT3 in 3,3′-T2.

Reaktionen, die durch Deiodinasen katalysiert werden

Regulation der Deiodinaseaktivität

Typen

Bei den meisten Vertebraten gibt es zwei 5′-Deiodinasen, die Schilddrüsenhormone aktivieren. Darüber hinaus gibt es noch eine inaktivierende 5-Deiodinase (Typ-3-Deiodinase, D3).

Typ	Lokalisation	Funktion
Typ 1 (D1)	u. a. Leber und Niere	Deiodierung beider Ringe (5-Deiodierung und 5′-Deiodierung)
Typ 2 (D2)	Herzmuskel, Skelettmuskel, Zentralnervensystem, Fettgewebe, Schilddrüse, Hypophyse[2]	Außenringdeiodierung (5′-Deiodierung)
Typ 3 (D3)	Fetales Gewebe und Placenta	Innenringdeiodierung (5-Deiodierung)

Pathophysiologie

Deiodinasen sind plastische Enzyme, welche durch vielfältige Steuerungseinflüsse reguliert werden können. Bei schweren Allgemeinerkrankungen ist die 5′-Deiodinaseaktivität reduziert, während die Aktivität der 5-Deiodinase erhöht ist (Non-Thyroidal-Illness-Syndrom).

Messung der Enzymaktivität

In vitro, z. B. in Zellkulturexperimenten kann die Enzymaktivität durch Messung der T3-Bildung oder der Iodfreisetzung unter maximaler Substratsättigung mit T4 und den benötigten Kosubstraten untersucht werden. In vivo kann die Aktivierung von Schilddrüsenhormonen aus Gleichgewichtswerten von T4 und T3 mit Hilfe des T3-T4-Quotienten oder der berechneten Summenaktivität peripherer Deiodinasen (G_D) geschätzt werden.

Literatur

B. Gereben, A. M. Zavacki, S. Ribich, B. W. Kim, S. A. Huang, W. S. Simonides, A. Zeöld, A. C. Bianco: Cellular and molecular basis of deiodinase-regulated thyroid hormone signaling. In: Endocr Rev. 29(7), Dez 2008, S. 898–938. doi:10.1210/er.2008-0019. PMID 18815314.
National Academy of Hypothyroidism, Deiodinases.

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[1] B. Gereben, A. M. Zavacki, S. Ribich, B. W. Kim, S. A. Huang, W. S. Simonides, A. Zeöld, A. C. Bianco: Cellular and molecular basis of deiodinase-regulated thyroid hormone signaling. In: Endocr Rev. 29(7), Dez 2008, S. 898–938. doi:10.1210/er.2008-0019. PMID 18815314.

[2] National Academy of Hypothyroidism, Deiodinases.