Glutamin
Glutamin ist in seiner L-Form eine proteinogene Aminosäure und stellt das Mono-Amid der
Glutaminsäure dar. Im Stoffwechsel ist Glutamin ein universeller NH2-Donor.
Vorkommen
Quark ist das Nahrungsmittel mit dem höchsten Glutamin-Gehalt, minimal kommt es noch in
Milch und Joghurt vor. Außerdem kommt Glutamin in rohem oder geräuchertem Fleisch vor. Der
höchste Glutamingehalt ist jedoch in Sojaprotein zu finden.
Synthese
Glutamin wird aus der Glutaminsäure durch die Glutamin-Synthetase (Synthetase, da das
Enzym zur Synthese von Glutamin ATP verbraucht) hergestellt. Glutaminsäure ist in der Lage
ein Ammonium-Ion aufzunehmen. Zuvor muss das Molekül jedoch durch den Energielieferanten
Adenosintriphosphat (ATP) zu einem Acylphosphat aktiviert werden. Dieses Acylphosphat kann
nun das Ammonium-Ion aufnehmen, wodurch das Phosphat erneut abgespalten wird und als Orthophosphat
in Lösung geht. Glutamin besitzt nun anstatt der Carboxylgruppe eine Säureamidgruppe, das heißt
es weist zwei Aminogruppen auf. Der Glutaminsäuresynthesezyklus beschreibt nun, dass Glutamin
seine zweite Aminogruppe an eine Ketosäure (hier: a-Ketoglutarat = 2-Oxoglutarat), die keine
Aminogruppe aufweist, abgeben kann. Dadurch entstehen zwei Moleküle Glutaminsäure (mit je einer
a-Aminogruppe). Katalysiert wird diese Reaktion von der Glutaminsäure-Synthase (oder auch:
GOGAT = Glutamin-Oxogluttarat- Aminotransferase). Dabei werden die benötigten Elektronen aus der
Lichtreaktion der Photosynthese, genauer aus zwei Molekülen reduziertem Ferredoxin (eisenhaltiges
Redoxsystem) genommen. Ein Molekül Glutaminsäure kann nun der Zelle für den Bau- oder Energiestoffwechsel
zur Verfügung gestellt werden. Das andere Molekül kann nun wieder ein Ammonium-Ion aufnehmen.
Glutamin lässt sich auch fermentativ herstellen.
Eigenschaften
Das farblos kristalline Glutamin ist unlöslich in Alkoholen, Benzol und Chloroform.
Funktionen
Glutamin kommt in der höchsten Konzentration in den Muskelzellen vor. Es ist vor allem für die
Wassereinlagerung in die Zelle verantwortlich und bewirkt bei körperlicher Belastung eine Vergrößerung
des Zellvolumens. Die Vergrößerung des Zellvolumens wertet der Körper als anaboles Signal, wodurch
die Protein- und Glykogenbildung gefördert wird. Glutamin wirkt bei körperlicher Anstrengung einem
Abbau von Muskelgewebe entgegen. Ebenso verbessert sich die körperliche Regenerationsfähigkeit
während des Schlafes.
Funktion im Nervensystem
Glutamin ist chemisch eng verwandt mit der Aminosäure Glutaminsäure (häufig wird
nur von der ionisierten Form, dem Glutamat, gesprochen), die als Neurotransmitter bei glutamatergen
Synapsen im zentralen Nervensystem vorkommt.
