Doppelfunktion der Ceramid-Synthase: Enzym kann Gene des Fettstoffwechsels an- oder abschalten
- 25.01.2018
- News
- Redaktion
Die Ceramid-Synthase der Taufliege Drosophila ähnelt stark der des Menschen, weshalb sich das Insekt gut eignet, um die Arbeit des integralen Membranproteins zu studieren. Wie die Pressestelle der Universität Bonn berichtet, konnten unter anderem die Wissenschaftler Franka Eckardt, Dr. Reinhard Bauer, Melanie Thielisch und Mariangela Sociale vom LIMES-Institut (Life & Medical Sciences) zeigen, dass die Ceramid-Synthase in Taufliegen auch in der Innenmembran des Zellkerns verankert ist.
Die Ceramid-Synthase verfügt demnach über einen Proteinbereich namens "Homöo-Domäne", der üblicherweise dazu da ist, DNA zu binden. Von Ceramid-Synthasen wurde jedoch bislang angenommen, dass sie gar nicht mit DNA in Kontakt kämen. Wozu dann die Homöo-Domäne? Im Zellkern werden Abschriften der Gene erstellt, die die Zelle momentan benötigt. Die Ceramid-Synthase binde hier an bestimmte Abschnitte der DNA und könne so bestimmte Gene abschalten, erklärt Mariangela Sociale, Erstautorin der Studie.
Parallelen bei Fliege, Säugetier und Mensch
Wann ein- oder abgeschaltet wird, entscheidet der Ernährungszustand der Fliege: Hungert das Insekt, kann unter anderem das Gen für die Lipase 3 abgelesen werden. Lipase 3 zerlegt Fett in seine Bestandteile, die dann zur Energiegewinnung eingesetzt werden können. Bei ausreichend Futter bleibt das Gen für die Lipase 3 dagegen blockiert. Fett wird nicht abgebaut, sondern als Energiespeicher für schlechtere Zeiten in spezialisierten Depotzellen eingelagert. Die Ceramid-Synthase übernehme demnach eine wichtige Steuerfunktion im Fettstoffwechsel, betont Dr. Reinhard Bauer, Privatdozent am LIMES-Institut der Universität Bonn.
Kommt es innerhalb der Homöo-Domäne zu einer Mutation, kann dies zu einem Schlank-Phänotyp der Drosophila führen, bei der das Enzym nicht mehr an die DNA binden kann. Als Folge bildet die Fliege auch unter guten Ernährungsbedingungen ständig Lipase 3 und kann kein Fett-Depot aufbauen. Wie die Forscher herausfanden, verschwindet dieser Effekt allerdings, wenn in die Schlank-Fliegen ein intaktes Ceramid-Synthase-Gen der Maus eingefügt wird und dies unabhängig vom Ernährungsstatus die Aktivität der Lipase reguliert. Das spricht dafür, dass die Homöo-Domäne nicht nur in der Taufliege und in Säugetieren, sondern vermutlich auch beim Menschen eine ähnliche Funktion übernimmt und die Ceramid-Synthase als eine bedeutende Schaltzentrale im Fettstoffwechsel fungiert.
Damit wäre die Homöo-Domäne ein viel versprechender neuer Ansatzpunkt für Medikamente, etwa gegen Fettleibigkeit oder Diabetes.
Quelle: Universität Bonn
