Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aus Fett kann auch Zucker werden

22.07.2011
Forscher der Universität Jena simulieren, wie Azeton in Zucker verwandelt werden kann

Zuviel Süßigkeiten werden im Körper in Fett umgewandelt – das ist allgemein bekannt. Ist aber, z. B. in einer Zeit des Fastens oder längerer sportlicher Betätigung, auch der entgegengesetzte Weg möglich? Kann Fett in Zucker verwandelt werden? Das ist seit etwa 100 Jahren eine viel diskutierte Frage in der Biochemie.

Die Antwort hat eine große medizinische, ernährungswissenschaftliche und sportphysiologische Bedeutung, da das Gehirn und die roten Blutzellen Traubenzucker als Nahrung benötigen. Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena sind bei der Beantwortung dieser Frage nun einen großen Schritt vorangekommen. Sie haben in einer Computersimulation nachgewiesen, dass aus Fett unter bestimmten Umständen auch Zucker werden kann, wie sie in einem heute (22.07.) erschienenen Artikel in der renommierten Fachzeitschrift PLoS Computational Biology belegen.

Fettsäuren in Traubenzucker auf dem selben Weg wie bei der Umwandlung von Zucker in Fettsäuren zurück zu verwandeln, ist nicht möglich, da einige Reaktionen aus energetischen Gründen nur vom Zucker zum Fett verlaufen können. „Dass es auch keinen anderen Weg im damals bekannten Teil des Metabolismus gibt, wurde in den 1950er Jahren durch mathematische Rechnungen gezeigt“, so der frisch ernannte Juniorprofessor Christop Kaleta von der Universität Jena weiter. „Dies gilt seit etwa 50 Jahren als biochemisches Lehrbuchwissen“, ergänzt Prof. Dr. Stefan Schuster, der die aktuelle Forschung gemeinsam mit Kaleta und seinem Team durchgeführt hat. Doch an diesem vermeintlichen Paradigma hat das Jenaer Team nun gerüttelt. „Wenn man sich das Netz der Reaktionen im zentralen Stoffwechsel anschaut, gibt es trotzdem eine Route, die energetisch möglich sein müsste“, benennt der Jenaer Bioinformatiker Prof. Dr. Christoph Kaleta die Arbeitshypothese.

„Gelegentlich gab es in der biochemischen Literatur bereits Hinweise, dass es doch Stoffwechselwege gibt, die Fettsäuren in Zucker umwandeln können, aber recht kompliziert sind“, sagt Bioinformatiker Schuster und ergänzt: „Durch die modernen Verfahren der Biochemie, Genomsequenzierung und Bioinformatik ist es in den letzten Jahren möglich geworden, praktisch das gesamte Netz der biochemischen Reaktionen aus verschiedenen Organismen im Computer zu speichern und mit schnellen Algorithmen zu analysieren.“

Dies haben die Bioinformatiker mit Unterstützung des Jenaer Ernährungswissenschaftlers Prof. Dr. Michael Ristow getan. Ihr hochinteressantes Ergebnis: Es gibt, zumindest prinzipiell, mehrere sehr verschlungene Wege, auf denen Menschen die Umwandlung von Fett in Zucker vollziehen können. Eine Schlüsselrolle spielt dabei Azeton, das ein Abbauprodukt von Fett ist. „Es ist bekannt, dass Kinder nach Azeton riechen, wenn sie einige Zeit nichts gegessen haben“, erläutert Kaleta. „Bisher glaubten die meisten Forscher, dass das leicht flüchtige Azeton abgeatmet und über den Urin ausgeschieden wird. Die Ergebnisse unserer Computersimulationen deuten aber darauf hin, dass es teilweise – wenn auch langsam – in Zucker umgewandelt werden kann.“

Diese Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für das Verständnis, wie Menschen und Tiere längere Zeit ohne Zufuhr von Kohlenhydraten überleben können. Das ist zum Beispiel in der traditionellen Ernährung der Eskimos oder während des Winterschlafes von verschiedenen Säugetieren der Fall. Dies muss nun experimentell überprüft werden. „Im Fall einer positiven Bestätigung wird das Sportwissenschaftler – zum Beispiel im Hinblick auf optimale Ernährung bei Marathon-Läufen – sowie Diabetes- und viele andere Forscher interessieren“, erwartet Prof. Kaleta, „und auch für die Entwicklung von optimalen Diäten bedeutsam sein“.

Original-Publikation:
C. Kaleta, L. F. de Figueiredo, S. Werner, R. Guthke, M. Ristow, S. Schuster: In Silico Evidence for Gluconeogenesis From Fatty Acids in Humans, PloS Comp. Biol. 7(7): e1002116. doi:10.1371/journal.pcbi.1002116
Kontakt:
Jun.-Prof. Dr. Christoph Kaleta
Biologisch-Pharmazeutische Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 949583
E-Mail: christoph.kaleta[at]uni-jena.de

Axel Burchardt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikroben hinterlassen "Fingerabdrücke" auf Mars-Gestein
17.10.2017 | Universität Wien

nachricht Partnervermittlung mit Konsequenzen
17.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Partnervermittlung mit Konsequenzen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungsnachrichten

3D-Mapping von Räumen mittels Radar

17.10.2017 | Energie und Elektrotechnik