Allgemeines

Enzyme werden mit EC (Enzyme Commission) Nummern klassifiziert. Hexokinase wird unter der EC 2.7.1.1 und Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase unter der EC 1.1.1.49 geführt. Mit diesen Nummern sind Enzyme, z.B. in der Brenda Datenbank, eindeutig identifizierbar. In solchen Datenbanken finden Sie dann "alle wichtigen Informationen" zu diesen Proteinen.

Aus den EC-Zahlen ist die katalysierte Reaktion erkennbar. Dies sein am Beispiel der Hexokinase erläutert: die "2" steht für Transferasen. Die "7" für den Transfer einer phosphathaltigen Gruppe. Die erste "1" besagt, dass die Phosphatgruppe auf eine Alkoholgruppe (hier die OH-Gruppe am C6 der Zucker) übertragen wird. Die zweite "1" steht für das spezifische Enzym Hexokinase.

Die Glucose-Bestimmung nach dem beschriebenen Verfahren ist spezifisch, da mit der Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase ein Enzym verwendet wird, das fast ausschließlich Glucose-6-Phosphat umsetzt.



Reaktion

Im Testansatz läuft eine "gekoppelte enzymatische Reaktion". Darunter versteht man die Kombination von mindestens zwei Enzymreaktionen, bei der die zweite Reaktion ein Produkt der ersten in einer leicht messbaren Form umsetzt.

In unserem Fall wird in einer ersten Reaktion Glucose, ein C6-Zucker = Hexose, am Kohlenstoffatom 6 phosphoryliert. Dabei entsteht Glucose-6-Phosphat, eine farblose Substanz. Da in dieser Reaktion ATP zu ADP umgesetzt wird und sowohl die Substrate (ATP und Glucose), als auch die Produkte (ADP und Glucose-6-Phosphat) farblos sind, kann diese Reaktion nicht direkt photometrisch gemessen werden.

Allgemein formulierte Hexokinase-Reaktion: ATP + D-Hexose => ADP + D-Hexose-6-Phosphat. Diese Reaktion ist unspezifisch, da auch andere Hexosen verwertet werden.


In der anschließenden Glucose-6-Phosphat Dehydrogenasereaktion wird aber das Coenzym dieses Proteins zu NADPH reduziert. Die NADPH-Bildung und damit die Glucoseumsetzung, ist leicht photometrisch messbar.

 

D-Glucose-6-Phosphat + NADP+ => D-Glucono-1,5-Lacton-6-Phosphat + NADPH+H+

Diese Reaktion ist spezifisch.



Glucose aus Lebensmitteln

Testen Sie z.B. Coca Cola, Fanta und andere Erfrischungsgetränke auf deren Glucosegehalt. Auch Schokolade (z.B. merci von Storck: testen Sie hier den Marzipan und eine der anderen Schokoladen in der Packung), Ketchup und andere industriell gefertigte Saucen enthalten in der Regel Zucker. Beachten Sie allerdings, dass in diesen Lebensmitteln eine "komplexe Matrix" vorliegt, die zu Störungen Ihrer Bestimmungen führen kann.



Fructose-Bestimmung

Mit dem beschriebenen Test ist auch Fructose quantifizierbar. Die unspezifische Hexokinase setzt Fructose zu Fructose-6-Phosphat um. Fructose-6-Phosphat wird allerdings nicht durch die Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase unseres Testes umgesetzt. Wird jedoch dem Ansatz nach Ablauf der Glucose-Bestimmung zusätzlich Glucose-6-Phosphat Isomerase (EC 5.3.1.9) beigemischt, so wandelt diese Isomerase das Fructose-6-Phosphat in Glucose-6-Phosphat um (siehe Ergebnisse, Abbildung 4). Dieser Zucker wird dann nach der bekannten Reaktion gemessen.

Abbildung 3: Umsetzung von Hexosen in der Hexokinase-Reaktion

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Glossar

Dehydrogenase

Hexokinase

Hexose

Matrix