Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Die MAO des Blutes desaminiert ein breites Spektrum von Monoaminen wie Benzylamin,
Tyramin, Tryptamin, Dopamin und Phenylethylamin. Weder die physiologische Funktion noch die Herkunft der zirkulierenden Form der MAO sind bekannt. In ihrer Substratspezifität ähnelt sie dem Typ B der in der äußeren Mitochondrienmembran lokalisierten MAO, aber die Hemmung durch Lathyrogene wie β-Aminopropionitril und die elektrophoretische Mobilität lassen deutliche Unterschiede zwischen den beiden
Enzymen erkennen. Außerdem ist die Serum-MAO unempfindlich gegenüber Kupferionen, wohingegen die mitochondriale Leber-MAO deutlich inhibiert wird.
Die Monoaminooxidase (MAO, EC 1.4.3.4) kommt in den Mitochondrienmembranen fast aller Gewebe einschließlich der Nervenendigungen vor. Sie zeichnet verantwortlich für die Regulation der Katecholaminspeicher in den peripheren sympathischen Nervenendigungen und stellt ein wesentliches
Enzym des Abbaus und der Inaktivierung der
Katecholamine dar.
Die MAO hat eine Molmasse von 60 kDa und existiert in 2 Formen als MAO-A und MAO-B. Trotz einer Übereinstimmung der Aminosäuresequenzen von 70 % zeigen beide Enzymtypen hinsichtlich ihrer Geschwindigkeit der Inaktivierung (
Halbwertszeiten für MAO-A: 3 Minuten, MAO-B: 8 Stunden) deutliche Unterschiede.
Der enzymatische Abbau der
Katecholamine erfolgt mit 2 unterschiedlichen
Enzymen, die oxidative
Desaminierung mit der Monoaminooxidase (MAO) und die O-Methylierung durch die Catechol-O-Methyltransferase (COMT).
Im Detail wird Adrenalin zunächst mit der COMT zu Metanephrin und mit der MAO zu 3,4-Dihydroxymandelsäure metabolisiert. In einem zweiten Schritt werden beide Metaboliten mit der MAO bzw. der COMT zum Hauptabbauprodukt der
Katecholamine, der Vanillinmandelsäure, umgewandelt.
Das Noradrenalin wird analog zunächst zum Normetanephrin bzw. zur 3,4-Dihydroxymandelsäure und anschließend zur Vanillinmandelsäure abgebaut.
Das Dopamin wird mit der MAO zur 3,4-Dihydroxyphenylessigsäure desaminiert. Nach der O-Methylierung entsteht hieraus die Homovanillinsäure (HVS). Parallel hierzu wird aus Dopamin mit der COMT das 3-Methoxytyramin gebildet, das ebenfalls zur Homovanillinsäure abgebaut wird.
MAO ist die Zielsubstanz zahlreicher Medikamente, den Mononaminooxidase-Hemmern, die bei neurologischen Erkrankungen eingesetzt werden.
Die Zunahme der MAO-Aktivität bei älteren Menschen führt über einen verstärkten Abbau zur Absenkung von Noradrenalin und Dopamin. Dieser Abfall wird in Zusammenhang gebracht mit neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer und
Parkinson, sowie mit allgemeinen Alterungsprozessen. Mit MAO-Hemmern versucht man, diesen Prozess aufzuhalten bzw. zu verringern.