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Fettabbau im „Ruhemodus“
Biochemiker entdecken „Warteposition“ von fettabbauenden Enzymen
Fett als Fluch und Segen: Besonders im
Sommer sind Fettdepots beim Menschen
eher unerwünscht. Pflanzen hingegen
werden durch angesammelte Fette besonders
nährstoffreich. Biochemiker
der TU Graz haben 2010 nachgewiesen,
dass zwei Enzyme des Fettstoffwechsels
Doppelfunktionen erfüllen und sowohl
für den Abbau als auch den Aufbau von
Fetten zuständig sind. Bei genauerer Erforschung
der fettabbauenden Funktion
haben Günther Daum und die Dissertantin
Claudia Schmidt vom Institut für Biochemie
der TU Graz festgestellt: Unter bestimmten
Bedingungen sind die Enzyme
„ruhig gestellt“ und setzen den Fettabbau
aus. Das Ergebnis wurde kürzlich im renommierten
Journal of Biological Chemistry
veröffentlicht.
Das Wissen über den menschlichen und
pflanzlichen Fettstoffwechsel stammt
häufig aus der wissenschaftlichen Arbeit
mit Hefe, die als Modellsystem mit großer
Relevanz für höhere Organismen dient.
Eine entscheidende Rolle beim Fettstoffwechsel
spielen Enzyme, also Proteine,
die als Biokatalysatoren bestimmte Reaktionen
auslösen. Eine Gruppe um Günther
Daum vom Institut für Biochemie der
TU Graz hat vor rund drei Jahren nachgewiesen,
dass zwei
bestimmte fettspaltende
Hefe-
Enzyme jeweils
eine Doppelfunktion
haben: Sie
können Fette sowohl
auf- als auch
abbauen. „Wir
haben nun eines
dieser beiden
Enzyme genauer
unter die Lupe
genommen und
die Regulation
des Fettaufbaus
und -abbaus unter
verschiedenen
Bedingungen biochemisch,
molekularbiologisch
und zellbiologisch untersucht“,
erläutert Günther Daum.
Das Wissen über
den Fettstoffwechsel
stammt häufig
aus der wissenschaftlichen
Arbeit
mit Hefe, die
als Modellsystem
für höhere Organismen
dient.
Enzym auf Abruf
Unter anderem haben die Forscher die
Synthese der Triglyceride, also der Fette,
Fettabbau im „Ruhemodus“: Forscher des Instituts für Biochemie der TU Graz entdecken Warteposition von fettabbauenden Enzymen.
die wie Cholesterin zur Gruppe der Nahrungs-
und Depotfette gehören, „abgeschaltet“.
Durch diese Manipulation kann
die Hefezelle keine Fettpartikel mehr bilden,
auf denen das fettabbauende Enzym
(Lipase) normalerweise sitzt. Das nunmehr
„heimatlos“ gewordene Enzym wandert
daraufhin in das Endoplasmatische
Retikulum, das „Synthese-Kraftwerk“
der Zelle, aus. „Die Reaktion des Hefe-
Enzyms war erstaunlich – nämlich gar
keine. Es wechselte zwar seine Position,
verfiel dann aber in eine Art ‚Ruheposition‘
ohne jegliche Funktion zu erfüllen. Es
gab keinerlei Enzymaktivitäten mehr‘“,
schildert Daum. Das Ergebnis sei zwar
überraschend, aber nicht unlogisch: „Das
Enzym ist zwar ruhiggestellt, aber auf
Abruf wieder bereit, sowohl den Fettabbau
als auch den Fettaufbau zu starten“,
so Daum. Die Forscher kommen zu dem
Schluss, dass der Aufenthaltsort des Enzyms
innerhalb der Zelle seine Funktion
ganz maßgeblich beeinflusst.
Die Biochemiker wollen mit den Untersuchungen
der Hefe-Enzyme die Abläufe im
Fettstoffwechsel grundlegend erforschen
und damit zum übertragbaren Verständnis
des menschlichen und pflanzlichen
Auf- und Abbaus von Fetten beitragen.
Welche Faktoren sich wie auf die Aktivität
der fettspaltenden Enzyme auswirken,
ist dabei eine zentrale Fragestellung. Die
Arbeit ist im Rahmen eines FWF-geförderten
Forschungsprojektes entstanden
und ist Teil der Dissertation von Claudia
Schmidt. Das renommierte Journal of
Biological Chemistry hat die Ergebnisse
kürzlich publiziert.
Autor: TU Graz
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