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ForscherInnen der Universität Graz entdeckten Schlüsselprotein für den Herz-Fettstoffwechsel

11.04.2013
Ein gesundes Herz pumpt viele Jahrzehnte lang unablässig Blut durch den Körper. Dazu braucht es Energie, die es vor allem über die Fettverbrennung bekommt, sofern der Fettstoffwechsel im Herzmuskel gut funktioniert. Ist er gestört, wird das Organ krank.

ForscherInnen am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz untersuchen das komplexe Zusammenspiel von Enzymen beim Fettstoffwechsel. Die Arbeitsgruppe um Assoz. Univ.-Prof. Dr. Günter Hämmerle hat nun ein Schlüsselprotein für den Fettabbau entdeckt. Publiziert wurden die bahnbrechenden Erkenntnisse Anfang April 2013 im renommierten internationalen Fachmagazin „The Journal of Biological Chemistry“.


Schnittpräparat eines Herzmuskels. Da CGI-58 fehlt, kommt es zur Fettakkumulation (rot gefärbte Tröpfchen), sichtbar gemacht durch eine Färbelösung (SudanIII). Das Bild ziert auch das Cover der aktuellen Ausgabe des Journal of Biological Chemistry
Foto: Institut für Molekulare Biowissenschaften, Uni Graz

2004 sorgte Univ.-Prof. Dr. Rudolf Zechner mit seinem Team am Institut für Molekulare Biowissenschaften mit der Entdeckung der „Adipose Triglyceride Lipase“ (ATGL) als hauptverantwortliches Enzym für die Fettspaltung für Aufsehen. Jetzt kann die Arbeitsgruppe von Günter Hämmerle einen weiteren durchschlagenden Erfolg vermelden. „Wir wissen nun, dass die ATGL das Protein „Comparative Gene Identification“ – kurz CGI-58 – als Ko-Aktivator braucht, um seine Funktion erfüllen zu können“, berichtet Hämmerle. Im Rahmen ihrer Dissertation hat Mag. Kathrin A. Zierler erstmals die Bedeutung des CGI für den Fettabbau im Herzmuskel aufgeklärt.

„Die wichtigsten Energielieferanten für das Herz sind Fette, die Triglyceride. Ihr Abbau vollzieht sich in drei Stufen. Dabei werden Fettsäuren frei, die den Muskelzellen als Brennstoff dienen“, erklärt Günter Hämmerle. Fehlt das CGI, hat das die gleichen Folgen wie das Fehlen der ATGL. Der Abbauprozess kommt nicht mehr in Gang, was zu Adipositas und zur Verfettung von Organen führt. „Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es ohne CGI-58 zur Herzverfettung und in der Folge zur Kardiomyopathie, einer schweren Herzmuskelerkrankung, kommt, die eine Transplantation notwendig machen würde“, so Hämmerle.

Die Forschungen der Arbeitsgruppe brachten noch eine weitere neue Erkenntnis: Das Herz speichert selbst auch Fett, das abgebaut werden muss. Damit widerlegten die Grazer ForscherInnen die bisherige Ansicht, dass die Triglyceride als Energiequelle für das Herz größtenteils von außen über das Blut geliefert würden.

Kontrollierter Fettabbau
Dass dem Abbau von Fettsäuren im Herzmuskel im Idealfall offenbar auch Schranken gesetzt werden, zeigte ein anderes Forschungsergebnis, für welches Nina Pollak, MSc hauptverantwortlich zeichnet. Die Dissertantin aus Hämmerles Team entdeckte, dass das Protein Perilipin 5 im Herzmuskel eine Barriere gegen die ATGL bildet, um vor einem unkontrollierten Abbau von Triglyceriden zu schützen. Auch diese Erkenntnisse erregten international Aufmerksamkeit. Sie wurden Anfang April 2013 im „Journal of Lipid Research“ veröffentlicht.

Publikationen:
Functional Cardiac Lipolysis in Mice Critically Depends on Comparative Gene Identification-58
Kathrin A. Zierler, Doris Jaeger, Nina M. Pollak, Sandra Eder, Gerald N. Rechberger, Franz P. W. Radner, Gerald Woelkart, Dagmar Kolb, Albrecht Schmidt, Manju Kumari, Karina Preiss-Landl, Burkert Pieske, Bernd Mayer, Robert Zimmermann, Achim Lass, Rudolf Zechner, Guenter Haemmerle

Cardiac-specific overexpression of perilipin 5 provokes severe cardiac steatosis via the formation of a lipolytic barrier
Nina M. Pollak, Martina Schweiger, Doris Jaeger, Dagmar Kolb, Manju Kumari, Renate Schreiber, Stephanie Kolleritsch, Philipp Markolin, Gernot F. Grabner, Christoph Heier, Kathrin A. Zierler, Thomas Rülicke, Robert Zimmermann, Achim Lass, Rudolf Zechner, Guenter Haemmerle

Kontakt:
Assoz. Univ.-Prof. Dr. Günter Hämmerle
Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz
Tel.: +43 (0)316/380-1969, Mobil: +43 (0)664/166 0267
E-Mail: guenter.haemmerle@uni-graz.at
Kathrin Zierler und Nina Pollak: Tel. +43 (0)316/380-1916
Weitere Informationen:
http://www.jbc.org/content/288/14/9892
- The Journal of Biological Chemistry 2013 288: 9892-9904. First Published on February 14, 2013, doi:10.1074/jbc.M112.420620
http://www.jlr.org/content/54/4/1092
- Journal of Lipid Research 2013 54:(4) 1092-1102. First Published on January 23, 2013, doi:10.1194/jlr.M034710

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

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