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Negative Feedback-Schleife sorgt für Glykogen-Überschuss
Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (dkfz) haben die Ursache für eine tödlich verlaufende Herzerkrankung bei Neugeborenen identifiziert. Das Forscherteam um Barbara Burwinkel hat herausgefunden, dass ein Defekt in einem bestimmten Enzym des Energiestoffwechsels Auslöser für die unheilbare Krankheit ist. Die Ergebnisse sind jetzt im Fachmagazin American Journal of Human Genetics veröffentlicht worden.
Glykogenose ist eine Stoffwechselerkrankung, bei der Organe gespeicherten Zucker nicht wieder ins Blut entlassen können. Dadurch reichert sich der Zucker-Speicherstoff Glykogen in den Zellen an und beeinträchtigt die Funktion von Herz, Leber oder Niere. Die Glykogen-Speicherkrankheit schwemmt das Herz der Babys bis zur fünffachen Größe auf, was dazu führt, dass die Kinder in den ersten Lebenswochen meist an Herzversagen sterben.
Bisher war bekannt, dass viele Formen der Glykogenose aus einem Fehler im Enzym Phosphorylase-Kinase resultieren, das normalerweise Zucker im Körper abbaut. Burwinkel und ihre Kollegen haben den Defekt jedoch in einer Proteinkinase ausgemacht, die durch AMP aktiviert wird. “Diese Proteinkinase ist ein Schlüsselenzym für viele Stoffwechselwege”, erklärt Burwinkel im pressetext-Interview.
Wenn die AMP-abhängige Proteinkinase fehlerhaft ist, aktiviert sie Gene, die dafür sorgen, dass übermäßig viel Zucker in die Zelle transportiert wird. Der Zuckerüberschuss wird von der Zelle in den Speicherstoff Glykogen umgewandelt. Der hohe Glykogen-Spiegel, im Vergleich zum niedrigen Zucker-Spiegel, sorgt wiederum dafür, dass das Enzym Phosphorylase-Kinase inaktiv bleibt. “Diese negative Feedback-Schleife ist die Ursache für die tödliche Glykogenose des Herzens und nicht ein Fehler an der Phosphorylase-Kinase selbst”, so Burwinkel.
“Interessant ist, dass die Mutation in der Proteinkinase jedes Mal neu entsteht”, führt Burwinkel aus. Das heißt, dass die Veränderung spontan entsteht und nicht von den Eltern vererbt wird. Das erklärt sich die Wissenschaftlerin so, dass der “Gen-Ort gewissermaßen prädestiniert dafür ist, zu mutieren.” Einerseits seien diese Aspekte gut zu wissen für die allgemeine AMP/ATP-Bindungsdomänen. Andererseits sei das Wissen um das neu entstehen der Mutation wichtig für die genetische Beratung betroffener Eltern. Da diese Veränderung im Erbgut nicht über die Eltern weiter gegeben wird, ist es sehr unwahrscheinlich, dass auch ein zweites Kind die selbe Erkrankung hat.
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