CYP27B1-Gen

Das CYP27B1-Gen (CYP27B1 steht für: Cytochrome P450 Family 27 Subfamily B Member 1) ist ein Protein kodierendes Gen, das auf Chromosom 12q14.1 lokalisiert ist. Ein wichtiger Paralog dieses Gens ist CYP27A1.

Das CYP27B1-Gen kodiert ein Mitglied der Cytochrom-P450-Superfamilie von Enzymen. Die Cytochrom-P450-Proteine sind Monooxygenasen, die viele Reaktionen katalysieren, die am Arzneimittelstoffwechsel und der Synthese von Cholesterin, Steroiden und anderen Lipiden beteiligt sind. Das CYP27B1-Protein ist an der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert, wo es 25-Hydroxyvitamin D3 an der 1alpha-Position hydroxyliert. Durch diese Reaktion wird 1alpha,25-Dihydroxyvitamin D3 synthetisiert, die aktive Form von Vitamin D3, die sich an den Vitamin-D-Rezeptor bindet und den Kalziumstoffwechsel reguliert. Somit reguliert dieses Enzym den Gehalt an biologisch aktivem Vitamin D und spielt eine wichtige Rolle bei der Kalziumhomöostase.

Das CYP27B1-Protein, die Cytochrom-P450-Monooxygenase, ist am Vitamin-D-Stoffwechsel und an der Calcium- und Phosphor-Homöostase beteiligt. Das Enzym katalysiert in der Niere die Hydroxylierung von 25-Hydroxyvitamin D3/Calcidiol an der C1alpha-Position zur Bildung der hormonell aktiven Form von Vitamin D3, 1alpha,25-Dihydroxyvitamin D3/Calcitriol, das über den Vitamin-D-Rezeptor (VDR) wirkt. Die Oxygenase hat 1alpha-Hydroxylase-Aktivität auf Vitamin D-Zwischenprodukte des CYP24A1-vermittelten Inaktivierungsweges (Tang EKY et al. 2012). Die CYP27B1-Oxygenase wandelt 24R,25-Dihydroxyvitamin D3/Secalciferol in 1-Alpha,24,25-Trihydroxyvitamin D3 um, einen aktiven Liganden von VDR (Vitamin-D-Rezeptors).  Sie ist auch aktiv für 25-Hydroxyvitamin D2 (Sawada N et al. 1999). Mechanistisch gesehen verwendet CYP27B1 molekularen Sauerstoff, der ein Sauerstoffatom in ein Substrat einfügt und das zweite zu einem Wassermolekül reduziert, wobei zwei Elektronen von NADPH über FDXR/Adrenodoxin-Reduktase und FDX1/Adrenodoxin bereitgestellt werden.

Mutationen im CYP27B1-Gen können zu Vitamin-D-abhängiger Rachitis Typ I führen.

1. Sawada N et al. (1999) Enzymatic properties of human 25-hydroxyvitamin D3 1alpha-hydroxylase coexpression with adrenodoxin and NADPH-adrenodoxin reductase in Escherichia coli. Eur J Biochem 265:950-956.
2. Tang EKY et al. (2012) Expression of human CYP27B1 in Escherichia coli and characterization in phospholipid vesicles. FEBS J 279:3749-3761.