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ForscherInnen der Uni Graz entwerfen erstmals 3D-Modell des Botenstoffes ATGL

16.11.2011
Haben wir Hunger oder treiben Ausdauersport, wird zusätzliche Energie benötigt, die der Körper meist aus den angelegten Fettdepots mobilisieren muss.

Um diese Lager wieder zugänglich zu machen, ist das Protein ATGL („Adipose Triglyceride Lipase“) unerlässlich, das bereits 2004 von WissenschafterInnen der Karl-Franzens-Universität Graz entdeckt wurde. ATGL bewältigt den ersten Schritt in der so genannten Lipolyse, der Aufspaltung der gespeicherten Fette.


Der Abbau von gespeicherten Fetten in Form von Triacylglycerol wird von spezifischen Enzymen vollzogen: Adipose triglyceride lipase (ATGL) katalysiert den ersten und geschwindigkeitsbestimmenden Schritt und spaltet dabei Triacylglycerol in Diacylglycerol und ein Molekül freier Fettsäure (FA). Die Aktivität von ATGL wird durch das Protein ‚CGI-58‘ verstärkt, und durch das Protein ‚G0S2‘ gehemmt. Das entstandene Diacylglycerol wird von der ‚Hormon sensitiven Lipase‘ (HSL) weiter in Monoacylglycerol und ein Molekül freier Fettsäure gespalten. Im letzten Schritt spaltet dann Monoglyzerid Lipase (MGL) das Monoacylglycerol in glycerol und eine weitere frei Fettsäure. Foto: Institut für Molekulare Biowissenschaften, Uni Graz

WissenschafterInnen des Instituts für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz ist es gelungen, erste Einblicke in die dreidimensionale Struktur und die Funktionsweise des Proteins ATGL zu gewinnen.

Durch so genanntes „Down-sizing“, durch die Verkürzung der Aminosäure-Reihen auf die kleinste stabilste Einheit, werden Informationen gewonnen, die mittels Computer zu einem aussagekräftigen Modell weiterverarbeitet werden. Mithilfe des 3D-Modells wird es möglich, die Positionen einzelner Aminosäuren zu bestimmen. Das kann beispielsweise bei der gezielten Optimierung von Pharmazeutika behilflich sein. Diese innovativen Forschungsergebnisse sind kürzlich im renommierten Fachjournal „PLoS One“ online erschienen.

Kürzung der Aminosäure-Reihe
Die ForscherInnengruppe um Ass.-Prof. Dr. Monika Oberer hat in einem ersten Schritt das Protein ATGL, welches aus 483 einzelnen Aminosäuren zusammengesetzt ist, an verschiedenen Stellen durch die Einführung von Mutationen gekürzt. In einem biochemischen Verfahren wurden diese gekürzten Varianten des Proteins dann auf den Erhalt der biologisch relevanten Eigenschaften hin untersucht. „Es zeigte sich, dass ATGL mit einer Länge von 254 Aminosäuren die kleinste Einheit des Proteins darstellt“, erklärt Oberer. „Bemerkenswert war, dass die Fähigkeit, Triglyceride zu spalten, auch in dieser Minimaldomäne bewahrt werden konnte.“ Die Experimente haben auch ergeben, dass die Andockstellen für die zur Aktivierung von ATGL wichtigsten Proteine, nämlich „CGI-58“ und „G0S2“, in der ersten Hälfte der ATGL liegen.
Originaltitel der Arbeit:
Cornaciu I, Boeszoermenyi A, Lindermuth H, Nagy HM, Cerk IK, et all (2011): „The Minimal Domain of Adipose Triglyceride Lipase (ATGL) Ranges until Leucine 254 and Can Be Activated and Inhibited by CGI-58 and G0S2“, Respectively. PLoS ONE 6(10): e26349. doi:10.1371/journal.pone.0026349.
Kontakt:
Ass.-Prof. Dr. Monika Oberer
Karl-Franzens-Universität Graz
Institut für Molekulare Biowissenschaften
Tel.: +43-316-380-5483
E-Mail: m.oberer@uni-graz.at

Gudrun Pichler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-graz.at

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