Graz - Fettleibigkeit und damit zusammenhängende Folgeerkrankungen sind in den Industriestaaten Massenerkrankungen geworden. Ursache können Fettstoffwechselstörungen sein. Wie die Spaltung von Fettbestandteilen durch das Enzym Monoacylglycerol-Lipasen (MGL) ausgelöst wird, konnten nun Forscher vom Grazer Institut für Molekulare Biowissenschaften gemeinsam mit der Med-Uni Graz und der TU Graz erstmals beobachten. Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie im "Journal of Biological Chemistry".

Damit Fett im Körper abgebaut werden kann, sind verschiedene Enzyme nötig - eines davon ist MGL. Das Enzym dockt an das Lipid Monogyzerid (MG) an und spaltet es in eine freie Fettsäure und ein kleines Molekül namens Glyzerin auf. Außerdem beeinflusst MGL im Gehirn das Schmerzempfinden, und eine gesteigerte Aktivität des Enzyms spielt bei der Entstehung von Krebs eine Rolle. Wie genau sich MGL an das Monoglyzerid bindet, um die Fettspaltung auszulösen, und welche Aminosäuren an diesem Vorgang beteiligt sind, war bisher unklar. Die Forscher um Monika Oberer vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz konnten dies nun klären.

Dreidimensionale Abbildung gelungen

"Da die Fettspaltung im Moment des Andockens passiert und sich dieser Augenblick nicht festhalten lässt, verwendeten wir für unsere Untersuchungen eine Monoglyzerid-ähnliche Substanz, die an die MGL bindet, aber nicht gespalten werden kann", sagt Oberer. So konnte der Moment des Andockens gewissermaßen "eingefroren" und die Bindung mittels Röntgenkristallstrukturanalyse untersucht und dreidimensional abgebildet werden.

"Dort, wo das Monoglyzerid andockt, weist die MGL eine Vertiefung auf, in die sie das Monoglyzerid aufnimmt, wie ein Schloss den Schlüssel", schildert Oberer. Zugleich entdeckte das Team ein weiteres Detail: "Wir haben in der Bindungsregion der MGL sowohl offene als auch geschlossene Strukturen gesehen und herausgefunden, dass dafür die Aminosäure Isoleucin verantwortlich ist", erklärt die Forscherin. Ist die Struktur geschlossen, bietet sie nur genau einem Fettsäurerest Platz. Das sei mit hoher Wahrscheinlichkeit auch die Erklärung dafür, warum ausschließlich Monoglyzeride - sie haben nur einen Fettsäurerest - an die MGL binden", resümiert Oberer.

Als Modellsystem für ihre Forschungen dienten Bakterien. Wie frühere Untersuchungen gezeigt haben, weisen die bakterielle und die humane MGL hohe strukturelle Ähnlichkeiten auf, sodass die gewonnenen Erkenntnisse auch die Wirkungsweise der Monoglyzerid-Lipase beim Menschen erklären können, so Oberer. (APA/red, derStandard.at, 28.10.2013)