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Lexikon der Biochemie: Melanine

Melanine, hochmolekulare, amorphe Indolchinonpolymere mit der empirischen Summenformel (C8H3NO2)x. Ihr Stickstoffgehalt liegt bei 6-9%. M. sind Naturfarbstoffe, die vor allem im Tierreich bei Wirbeltieren und Insekten vorkommen, vereinzelt aber auch in Mikroorganismen, Pilzen und in höheren Pflanzen. Bei Säugetieren kommen hauptsächlich zwei Melanintypen vor: die schwarz-braunen stickstoffhaltigen Eumelanine und die heller gefärbten, schwefelhaltigen, alkalilöslichen Phaeomelanine. Zusätzlich werden die niedermolekularen, gelben, roten und violetten Trichochrome zur Klasse der M. gezählt, weil sie ebenfalls als Pigmente dienen und biogenetisch mit den M. eng verwandt sind, d.h. sie stammen von Tyrosin ab.

Bildungsort der M. sind die Melanosome, die in den Melanocyten vorhanden sind, bzw. die Netzhaut des Auges. Die Biosynthese geht von der Aminosäure Tyrosin aus, die mit Hilfe des Melanotropins und des Adenylat-Cyclase-Systems über verschiedene Zwischenstufen in Indol-5,6-chinon überführt wird, das zum Endprodukt Eumelanin oxidativ polymerisiert. Nativ liegen die M. häufig als Melanoproteine mit einem Proteingehalt von 10-15% vor. Bei Menschen und Säugetieren wird die Pigmentierung von Haut, Haar und Augen fast ausschließlich durch M. bewirkt. Weiterhin finden sich M. in vielen Vogelfedern, in der Haut von Reptilien und Fischen, im Skelett von Insekten sowie als färbender Bestandteil der Tinte von Tintenfischen (Sepiamelanin). Die M. können diffus verteilt sein oder als Granula vorliegen. Die Entstehung von Farbmustern bei Säugetieren beruht auf Besonderheiten in der Pigmentverteilung. Beim Menschen sind die Brauntönung der Haut und die Haarfarbe nur von der Konzentration an Melanineinschlüssen abhängig. Leberflecke und Sommersprossen kommen durch besonders hohe Melaninanreicherung zustande. Sonnenlicht bewirkt vermehrte Pigmentierung (Sonnenbräunen). Dabei kommt den M. als Lichtschutzfaktor gegenüber übermäßiger, schädigender UV-Einstrahlung wesentliche Bedeutung zu. Der Farbwechsel beim Chamäleon und anderen farbanpassungsfähigen Tierarten beruht auf einer hormonell gesteuerten Beeinflussung der vorwiegend aus M. bestehenden Pigmentdispersion (Melanotropin). Durch Tyrosinase-Mangel kommt es zu einer Störung der Melaninbildung (Albinismus).

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