Ein Durchbruch, der zu neuen Therapien gegen Fettleibigkeit führen könnte
Wie ein Protein überschüssige Kalorien aus Fett und Zucker verbrennen könnte
Forscher der University of East Anglia und der University of Cambridge haben eine wichtige Entdeckung bei der Suche nach Behandlungsmöglichkeiten für Fettleibigkeit und damit verbundene Krankheiten wie Diabetes gemacht.
In einer neu veröffentlichten Studie wurde erstmals die molekulare Struktur eines Proteins namens "Uncoupling protein 1" (UCP1) aufgeklärt.
Dieses Protein ermöglicht dem braunen Fettgewebe, dem so genannten "guten Fett", die Verbrennung von Kalorien in Form von Wärme - im Gegensatz zum herkömmlichen weißen Fett, das Kalorien speichert.
Der Durchbruch wurde durch eine internationale Zusammenarbeit zwischen der UEA, der University of Cambridge, der University of Pennsylvania und der Freien Universität Brüssel erzielt.
Das Team sagt, dass ihre Ergebnisse entscheidende molekulare Details liefern, die helfen werden, Therapeutika zu entwickeln, die UCP1 künstlich aktivieren, um überschüssige Kalorien aus Fett und Zucker zu verbrennen.
Damit könnten eines Tages Fettleibigkeit und damit verbundene Krankheiten wie Diabetes bekämpft werden.
Dr. Paul Crichton von der medizinischen Fakultät der UEA in Norwich sagte: "Neben dem herkömmlichen weißen Fett, das wir alle kennen, können wir auch braunes Fett entwickeln.
"Braunes Fett ist das gute Fett - es baut Blutzucker und Fettmoleküle ab, um Wärme zu erzeugen und die Körpertemperatur zu halten.
"Der größte Teil unseres Fettes ist jedoch weißes Fett, das Energie speichert - und zu viel weißes Fett führt zu Fettleibigkeit.
"UCP1 ist das Schlüsselprotein, das es dem spezialisierten braunen Fett ermöglicht, Kalorien als Wärme zu verbrennen.
"Wir wissen, dass Säugetiere die UCP1-Aktivität im braunen Fettgewebe einschalten, um sich vor Kälte zu schützen und die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten - insbesondere bei Neugeborenen, die noch nicht zittern können, um sich warm zu halten.
"Der Anteil des braunen Fettgewebes variiert beim Menschen und korreliert mit dem Schlankheitsgrad der Bevölkerung. Es besteht großes Interesse an der Frage, wie das braune Fettgewebe erhöht und UCP1 therapeutisch aktiviert werden kann, um Fettleibigkeit zu behandeln.
"Viele Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Frage, wie man braunes Fett fördern und weißes Fett in braunes Fett umwandeln kann, um mehr Kalorien zu verbrennen und Stoffwechselkrankheiten zu bekämpfen.
"Aber selbst wenn mehr braunes Fett vorhanden ist, muss UCP1 immer noch 'eingeschaltet' werden, um den vollen Nutzen zu erzielen. Und die Forschung wurde durch einen Mangel an Details über den molekularen Aufbau von UCP1 behindert. Trotz mehr als 40 Jahren Forschung wussten wir nicht, wie UCP1 aussieht, um zu verstehen, wie es funktioniert - bis jetzt".
Der leitende Forscher, Prof. Edmund Kunji von der Universität Cambridge, sagte: "Unsere Arbeit zeigt zum ersten Mal die Struktur von UCP1 im atomaren Detail und wie seine Aktivität in braunen Fettzellen durch ein wichtiges regulatorisches Molekül gehemmt wird."
Mit Hilfe des Krios G3i, einem kryogenen Elektronenmikroskop am Penn Singh Center for Nanotechnology, konnte das Team UCP1 im atomaren Detail betrachten.
"Dies ist eine aufregende Entwicklung, die auf mehr als vier Jahrzehnte Forschung über das Aussehen und die Funktionsweise von UCP1 zurückgeht", sagte Vera Moiseenkova-Bell, außerordentliche Professorin für Pharmakologie und Fakultätsleiterin des Beckman Center for Cryo-Electron Microscopy.
Prof. Kunji sagte: "Unsere Arbeit zeigt, wie ein Regulator bindet, um die Aktivität von UCP1 zu verhindern, aber noch wichtiger ist, dass die Struktur es den Wissenschaftlern ermöglichen wird, zu verstehen, wie aktivierende Moleküle binden, um das Protein einzuschalten, was zur Fettverbrennung führt.
"Das aktivierte Gewebe kann auch Glukose aus dem Blut entfernen, was zur Kontrolle von Diabetes beitragen kann.
"Dies ist ein bedeutender Durchbruch in diesem Bereich", fügte er hinzu.
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