Endbericht, FWF Project 22406, Alkylglycerol monooxygenase, cloning and biochemistry
Ernst R. Werner, Divison of Biological Chemistry, Biocenter, Medical University of Innsbruck
Das Ziel dieses Projekts war es, einem wichtigen Enzym des menschlichen Fettstoffwechsels, der Alkylglycerol monooxygenase, einen Ort in im Genom zuzuordnen und damit dessen Bauplan zu finden. Die Stoffwechselreaktion, die Alkylglycerol Monooxygenase ausführt, war schon seit 1964 bekannt. Nicht gewusst hat man allerdings bisher, welches Gen in unserem Genom für diese Reaktion verantwortlich ist. Für den Menschen kennt man noch etwa hundert weitere Enzyme ohne zugeordnete Sequenz oder Geninformation.
Für die meisten bekannten Stoffwechselenzyme wurde die entsprechende Sequenz durch Untersuchung des in reiner Form gewonnenen Enzyms entschlüsselt. Das war im Fall der Alkylglycerol Monooxygenase jedoch nicht möglich. Dieses Enzym ist in der zellulären Membran verankert und sehr empfindlich. Jeder Versuch es aus der Membran herauszulösen um es in reiner Form zu gewinnen führt umgehend zum Verlust der Fähigkeit, die enzymatische Reaktion auszuführen.
Um dieses Problem zu lösen, wählten wir einen neuartigen Ansatz. Da durch die intensiven Forschungen am menschlichen Genom praktisch alle Baupläne für Proteine des Menschen bekannt sind, musste in den Tausenden Genen/Bauplänen mit unbekannter Rolle auch der für die Alkylglycerol monooxygenase vorhanden sein. Zusätzlich nützten wir das umfangreiche Wissen über Motive im Bauplan der Proteine, die auf eine bestimmte Funktion schließen lassen. Eines dieser mehr als 10 000 Motive, das sogenannte Fettsäure-Hydroxylase Motiv, charakterisiert Proteine die Fette in einer Art spalten, die uns an die Alkylglycerol Monooxygenase Reaktion erinnerte. Das menschliche Genom enthält mehrere Baupläne unbekannter Funktion die das Fettsäure Hydroxylase Motiv enthalten. Eine Prüfung dieser Baupläne durch deren Einbringen in kultivierte Zellen ergab dann dass tatsächlich ein Protein mit bislang unbekannter Funktion, das Transmembran-Protein 195 genannt worden war, für die Alkylglycerol monooxygenase Aktivität verantwortlich ist.
Dieser wissenschaftliche Durchbruch erschloss die Alkylglycerol monooxygenase für die moderne wissenschaftliche Forschung. Es ist nun möglich, die Aktivität des Enzyms in kultivierten Zellen und in Modellorganismen zu verändern und zu beobachten, welche Folgen das für den Organismus oder die Zelle hat. Außerdem ist es nun möglich, in Datenbanken nach Krankheitsassoziationen der Alkylglycerol monooxygenase im Menschen zu suchen.
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