Hyaluronidase
Protein
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Hyaluronidasen sind Enzyme, die Hyaluronan, einen wichtigen Bestandteil der extrazellulären Matrix im Bindegewebe, abbauen. Je nachdem, welche Bindung gespalten wird, handelt es sich um Hydrolasen oder Lyasen. Erstere werden in Tieren, Viren und Bakterien gebildet, letztere nur in Bakterien. Fünf dieser Hydrolasen (auch Chondroitinasen genannt) sind im Menschen bekannt.
Eigenschaften und Vertreter
Hyaluronidasen katalysieren einen der Verdauung ähnlichen Vorgang, bei der das Bindegewebe durch die enzymatische Wirkung aufgelöst wird. Sie lassen sich je nach Art der Katalyse drei Klassen zuordnen: Die Vertreter der beiden Glycosidaseklassen spalten das Hyaluronan (=Hyaluronsäure) hydrolytisch an den (1→4)-β-Bindungen (EC 3.2.1.35) oder an den (1→3)-β-Bindungen (EC 3.2.1.36) zwischen den N-Acetyl-D-glucosamin- und D-Glucuronsäureeinheiten des Glycosaminoglycans. Es entstehen geradzahlige Oligosaccharide (Tetra- und Hexasaccharide).[1] Die bakteriellen Hyaluronat-Lyasen, die den Abbau über eine β-Eliminierung katalysieren, lassen sich ebenfalls den Hyaluronidasen zurechnen. Es entstehen Oligomere mit 4,5-ungesättigten Glucuronsäureresten.[2]
| Name(n) | Vorkommen | EC‑Nummer | CAS‑Nummer | UniProt | Wikidata |
|---|---|---|---|---|---|
| Hyaluronat-4-glycanohydrolase, Hyaluronoglucosaminidase, Hyaluronoglucosidase, Hyalosidase, Hyalase, Chondroitinase | Tiere, Viren, Bakterien | EC 3.2.1.35 | 37326-33-3 | - | Q904015 |
|
Mensch | ||||
| Hyaluronat-3-glycanohydrolase, Hyaluronoglucuronidase | Tiere, Viren, Bakterien | EC 3.2.1.36 | 37288-34-9 | - | Q10859082 |
| Hyaluronat-Lyase, Mucinase, Spreading factor | Bakterien | EC 4.2.2.1 | 37259-53-3 | - | Q5952727 |
Hyaluronidase PH-20 (HYALP, Hyal PH20) kommt in der Kopfkappe (Akrosom) von Samenzellen (Spermien) vor. Nach der Freisetzung löst sie gemeinsam mit anderen Enzymen die Interzellularsubstanz und Zellkontakte von Zellen der Corona radiata der Eizelle auf, um das Eindringen des Spermiums in die Eizelle zu ermöglichen.
Mutationen im HYAL1-Gen können zu Mucopolysaccharidose Typ 9 (MPS9), einer lysosomalen Speicherkrankheit, führen.
Hyaluronat-3-glycanohydrolase ist im Speichel von Blutegeln enthalten.[1]
Geschichte
Entdeckt wurden Hyaluronidasen als ein Virulenzfaktor von Bakterien wie Staphylococcus aureus. Durch die Hyaluronidase ist S. aureus in der Lage, umgebendes Bindegewebe aufzulösen, um tiefer in den Wirt eindringen zu können.
1953 fand Arno Münnich heraus, dass Hyaluronidase Wirkung bei Polyarthritis zeigt. 1955 beschrieb John P. O’Brien eine positive Beeinflussung bei Venenentzündungen.[3]
Verwendung
Die katalysierte Reaktion macht man sich in der Behandlung von Wunden zu Nutze, die zu Kontraktionen oder vorzeitigem Verschluss neigen (bei der so genannten Sekundärheilung). Das Enzympräparat wird in die Wunde eingebracht und verhindert das Zusammenwachsen des Bindegewebes. In manchen Medikamenten (beispielsweise Lokalanästhetika) ist Hyaluronidase zugesetzt, damit die Wirkstoffe leichter ins Gewebe diffundieren können.
Die Anwendung bei Sehnenscheidenentzündungen als intravenöse Injektion ist beschrieben.[3]
In der ästhetischen Medizin kann Hyaluronidase eingesetzt werden, um für kosmetische Zwecke injizierte Hyaluronsäure (Filler) wieder aufzulösen, etwa nach Fehlbehandlungen und Unverträglichkeitsreaktionen auf Hyaluronsäure. Diese Injektion bewirkt, dass das Hyaluron innerhalb weniger Stunden abgebaut wird, wodurch Schwellungen und unerwünschte Knötchen behoben werden können.[4]
Klassifikation nach Henrissat
Pharmazeutische Hyaluronidasen
| Sicherheitshinweise | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name |
Hyaluronidase | ||||||
| CAS-Nummer | |||||||
| EG-Nummer |
232-614-1 | ||||||
| ECHA-InfoCard | |||||||
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- ATC-Code: B06AA03
- Eintrag zu Hyaluronidase in der DrugBank der University of Alberta Hyaluronidase (DB14740)
Säugetier-Hyaluronidase
Offizinelle Qualitäten (Hyaluronidase Ph. Eur.) werden durch Extraktion aus Säugetierhoden (z. B. Rinderhoden) gewonnen. Die Enzymaktivität beträgt mindestens 300 I.E. pro Milligramm. Der Wirkstoff ist ein weißes oder gelblich-weißes, amorphes Pulver und löslich in Wasser, jedoch praktisch unlöslich in Aceton und in wasserfreiem Ethanol.[8] Die Substanz enthält ein Fragment der Hyaluronidase PH-20.[9] Sie hydrolysiert die Hyaluronsäure zu Tetrasacchariden. Diese werden wiederum durch in dem Extrakt enthaltene Begleitfermente bis zu den Monomeren hydrolysiert.[2] Bovine testikuläre Hyaluronidase (BTH) weist eine Sequenzhomologie von 22,9 % bis 25,2 % zur humanen Hyaluronidase auf.[1] Ovine Hyaluronidase[10] (aus Schafhoden) besitzt ebenfalls hohe enzymatische Aktivität.[1]
- Eintrag zu Hyaluronidase (ovine) in der DrugBank der University of Alberta (DB00070)
Rekombinante Hyaluronidasen
Rekombinant hergestellte Formen sind beispielsweise die folgenden.
- rHuPH20 bzw. rhPH20, auch Vorhyaluronidase alfa (= internationaler Freiname[11]) (CAS-Nr. 757971-58-7, DrugBank: DB06205) ist das Präkursor-(36-482)-Peptid der humanen Hyaluronidase PH-20 in der Glycoform alpha, hergestellt in CHO-Zellen. Es besteht aus 447 Aminosäuren und ist als Resorptionsverbesserer etwa in den subkutanen Medikamenten Vyvgart (Efgartigimod alfa) oder HyQvia (Immunglobulin, normal) enthalten.
- Berahyaluronidase alfa (CAS-Nr. 2636716-20-4, DrugBank: DB22790 ) ist ein humanes Hyaluronidase-Isoenzym 5 (HYAL5), dessen Strukturdomäne 306TLSIMRSMKSCLLDDNYMETI322 durch die entsprechende Region 304SWENTRTKESCQAIKEYMDTT324 des menschlichen Hyaluronidase-Isoenzyms 1 (HYAL1) ersetzt wurde, in der Glycoform alpha und hergestellt in CHO-Zellen der Linie DG44. Es besteht aus 431 Aminosäuren.[12] Das Enzym wirkt als Permeationsverstärker bei der subkutanen Verabreichung des Krebsmittels Pembrolizumab.[13]
Handelsnamen
Hylase (D, A)
- mit Lidocain: Lido-Hyal (CH, a D a)
