Lipolyse: Protein-Reststück gibt Aufschluss

26. November 2014
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Das Protein G0S2 behindert den Fettabbau im menschlichen Körper, indem dieses das Enzym ATGL hemmt. Molekularbiologen ist es nun gelungen, eine künstliche Version von G0S2 mit nur 33 Aminosäuren nachzubauen, die trotz ihrer Kürzung noch ATGL hemmt.

Im Sommer bejammert, im Winter leicht kaschiert: die kleinen Fettdepots im menschlichen Körper. Besonders im Zeitalter von Adipositas ist die Erforschung des Fettdepot-Abbaus – Lipolyse genannt – von enormer Bedeutung. Bei diesem Prozess spielt das Protein ATGL, kurz für Adipose Triglyceride Lipase, eine wichtige Rolle und wird deshalb auch als Schlüsselenzym der Lipolyse bezeichnet. 
Um einen geregelten Ablauf des Fettabbaus im menschlichen Körper sicherzustellen, gibt es zwei weitere Proteine: CGI-58 (Comparative Gene Identification 58) und G0S2 (G0/G1 Switch Gene 2) wirken einerseits aktivierend, andererseits hemmend auf ATGL.

Einblicke in hemmenden Mechanismus

Eine Forschergruppe rund um Assoz.-Prof. Dr. Monika Oberer vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz ist es nun gelungen, erste Einblicke in den hemmenden Mechanismus des Proteins G0S2 an ATGL zu gewinnen. Die Ergebnisse tragen möglicherweise dazu bei, die Regulation von ATGL durch G0S2 besser zu verstehen und neue Therapieansätze bei Störungen des Fettstoffwechsels zu entwickeln.

Oberer und ihrem Team gelang es, in zahlreichen Versuchen das Protein G0S2, welches insgesamt aus 103 Aminosäuren besteht, zu einem 33 Aminosäuren kleinen Reststück zu kürzen. In diesem Zustand weist es noch vollständige biologische Aktivität auf. „Bemerkenswert erschien uns, dass eine künstlich erzeugte Aminosäurekette (Peptid), welche die gleiche Sequenz an 33 Aminosäuren enthielt, genauso in der Lage war, das Enzym ATGL zu hemmen“, erklärt Oberer.

Aminosäurekette konkurriert nicht mit ATGL-spaltenden Lipiden

Zusätzliche kinetische Experimente zeigten, dass das künstliche Peptid nicht mit den Lipiden, die ATGL spalten, konkurriert. „Die Hemmung ist unabhängig von der Lipidkonzentration und erfolgt in einem physiologisch relevanten Konzentrationsbereich. Dies öffnet erste Wege zu neuen Therapieansätzen, da die Regulierung der ATGL durch das Peptid in physiologischen Konzentrationen möglich ist“, führt die Forscherin aus.

In weiterführenden Forschungen soll nun versucht werden, das Peptid an ein zusätzliches Signal zu koppeln, um bestimmte Gewebe, wie beispielsweise die Fettdepots im Körper, gezielt anzusteuern und somit unerwünschte Reaktionen in anderen Gewebstypen zu vermeiden.

Originalpublikation:

A Peptide Derived from G0/G1 Switch Gene 2 Actis an Noncompetitive Inhibitor of Adipose Triglyceride Lipase
Ines K. Cerk et al.; The Journal of Biological Chemistry, doi: 10.1074/jbc.M114.602599; 2014

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Forschung, Medizin

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