Lipopolysaccharid induziert Tyrosin-Nitrierung und Inaktivierung der hepatischen Glutaminsynthetase in vivo

Die hepatische Expression der Glutaminsynthetase (GS) ist beschränkt auf eine kleine Population perivenös lokalisierter Hepatozyten und bewerkstelligt die Entgiftung von Ammoniak, der das periportale, Harnstoff synthetisierende Kompartiment passiert. Eine bei Lebererkrankungen beeinträchtigte Ammoniakentgiftung führt zur Entwicklung einer hepatischen Enzephalopathie. Diese Studie untersucht den Effekt einer einmaligen intraperitonealen LPS Injektion (4mg/kg) in vivo auf die hepatische GS der Ratte. LPS induziert in der Leber eine transiente iNOS Expression, die nach 6–12h maximal und nach 24h vollständig abgeklungen ist. Der Rückgang der iNOS Expression ist mit einer etwa fünffachen Nitrierung hepatischer Proteine verbunden. Zugleich sind die Expression der GS um 20% und die Aktivität der GS um 40–50% vermindert. Durch Immunopräzipitationsexperimente konnte die GS unter den tyrosinnitrierten Proteinen identifiziert werden. Eine Immundepletion tyrosinnitrierter Proteine aus Leberlysat führt zu keiner weiteren Aktivitätsminderung der GS. Dies spricht dafür, dass nitrierte GS nicht zur GS-Aktivität beiträgt. Auch die Nitrierung gereinigter GS durch Peroxynitrit in vitro führt zu Inaktivierung, was durch den Nitrierungshemmstoff Epigallocatechingallat antagonisiert wird. Übereinstimmend mit einer Inaktivierung der GS in vivo war die Glutaminsynthese aus Ammoniak in perfundierten Lebern von Ratten 24h nach LPS Injektion um 50% vermindert, während die Harnstoffsynthese unbeeinflusst blieb. Die Daten sprechen dafür dass LPS die hepatische Ammoniakentgiftung sowohl durch Herabregulation der GS-Expression (möglicherweise durch proteolytischen Abbau tyrosinnitrierter GS) als auch durch mit der Nitrierung assoziierte Inaktivierung des Enzyms stört. Der daraus resultierende Scavengerzelldefekt trägt möglicherweise zur sepsisinduzierten Entwicklung einer Hyperammonämie bei zirrhotischen Patienten bei.

Key words

Glutamin-Synthetase - Leber - Tyrosinnitrierung