Neue Mechanismen zur Steuerung des Fettsäurestoffwechsels entdeckt
Fette gehören zur Grundlage des Lebens im menschlichen Körper. Hauptsächlich bestehen Fette aus Fettsäuren. Bislang war allerdings weitgehend unbekannt, wie genau der Aufbau von Fettsäuren zu Fetten abläuft. Ein deutsches Forscherteam entschlüsselte nun den Entstehungsprozess des Fettsäurestoffwechsels. Das Enzym ACC spielt bei diesem Prozess eine Schlüsselrolle und bietet gleichzeitig völlig neue Ansätze im Kampf gegen Viren, Krebs und Adipositas.
Forscher vom Biozentrum der Universität Basel haben erstmalig gezeigt, wie das Enzym ACC die Herstellung von Fettsäuren in die Wege leitet. Den Wissenschaftlern zufolge lagert sich das Enzym zu Fasern zusammen. Die Art und Weise, wie dies geschieht, bestimmt die Fettsäureproduktion. Dieser Prozess könnte gezielt als Angriffspunkt für verschiedene Therapien oder Medikamente dienen. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in dem renommierten Fachjournal „Nature“ publiziert.
Der Fettstoffwechsel als Angriffspunkt für Viren und Krebszellen
Laut den Forschern hat das Enzym ACC eine zentrale Stellung im Stoffwechsel und macht es so zu einem wichtigen Zielmolekül für die Entwicklung von Medikamenten. Bei Krebserkrankungen oder Virusinfektionen könnte hier angesetzt werden, da sowohl Viren als auch Krebszellen Unmengen von Fettsäuren als Bausteine benötigen, um Membrane zu bilden.
Entgleiste Stoffwechsel bei Adipositas wieder richten
Bei dem als Metabolisches Syndrom bekannten Zustand bilden Bluthochdruck, Diabetes und Adipositas mit viel Bauchfett ein Hinweis auf große Gesundheitsrisiken. Insbesondere der Fettstoffwechsel scheint hier eine wichtige Rolle zu spielen. Das Bauchfett gibt krankmachende Stoffe ins Blut ab, wie ein internationales Forscherteam vom Deutschen Diabetes-Zentrum kürzlich herausfand. Das Enzym ACC bietet einen Angriffspunkt für diese Stoffwechselentgleisung. Die Wissenschaftler aus Basel sprechen von möglichen Hemmstoffen, die die Fettsäureproduktion drosseln könnten.
Fett ist nicht gleich Fett
Es existieren eine Vielzahl von unterschiedlichen Fetten im menschlichen Körper, die beispielsweise als Brennstoff und Energiespeicher, aber auch als Baustein für Botenstoffe, Zellmembrane und Hormone verwendet werden. Eines eint jedoch alle Arten von Fetten: Sie werden alle aus dem selben Ausgangsstoff hergestellt und zwar dem Enzym ACC oder lang Acetyl-CoA-Carboxylase. Die Forscher bezeichnen das Enzym als „Dreh- und Angelpunkt der Fettsäuresynthese“.
Ein lang ungelöstes Rätsel
ACC und seine ungefähre Funktion sind bereits seit knapp sechzig Jahren bekannt. Bislang konnte die Funktionalität aber noch nicht gänzlich geklärt werden. Das Forscherteam um Prof. Timm Maier brachte hier Licht ins Dunkel. „Wir konnten erstmals den Aufbau der ACC-Fasern entschlüsseln und dessen Einfluss auf die Enzymaktivität aufzeigen“, erläutert Maier in einer Pressemitteilung der Universität Basel. Damit habe das Team ein lange ungelöstes Rätsel im Stoffwechsel geklärt.
Wie ACC den Fettstoffwechsel reguliert
„ACC ist eine wichtige Stellschraube im Stoffwechsel, es ist das Schrittmacherenzym der Fettsäureproduktion“, schreiben die Forscher. Dabei erweist sich das Enzym als außergewöhnlich aufwändig. Es besteht zur Hälfte aus Katalysatoren, die chemische Prozesse in Gang bringen und beschleunigen können. Die andere Hälfte übernimmt Kontrollfunktionen und fungiert als eine Art Sensor, wo, wann und wie viel Bedarf an Fettsäureproduktion besteht.
Ein- und Ausschalter inklusive
Das Enzym ist nicht immer aktiv. Stoffwechselprodukte, die einen Kohlenhydratüberschuss anzeigen, bringen ACC in den aktiven Zustand. „Dabei lagern sich Dutzende ACC-Enzyme zu einer Faser zusammen“, so Maier. In der Faser nehme jedes Enzym eine stabile Form an, in der die enzymatischen Bereiche zueinander ausgerichtet sind. Nur so könne ACC chemische Reaktionen ausführen und die Fettsäureproduktion ankurbeln, berichtet der Experte. Solange ACC nicht in einer Faser eingebunden ist, können sich die einzelnen Enzyme frei bewegen.
Einzigartige Regulationsmöglichkeiten
„Auch ein Ausschalten der ACC kann durch Faserbildung erfolgen“, so die Wissenschaftler. Dabei würden die ACC eine inaktive Faser bilden, in der die enzymatischen Bereiche der ACC strikt voneinander getrennt sind. Die Forscher sprechen von einer vielfältigen Regulation, die bislang einzigartig sei. (vb)
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