Die Rolle von Adiponutrin im Lipidstoffwechsel

Die Proteine der mammalischen Patatindomäne-beinhaltenden (PNPLA) Proteinfamilie katalysieren im Lipidstoffwechsel relevante Hydrolasereaktionen. Adiponutrin (PNPLA3) ist ein Protein dieser Familie, dessen biologische Funktion ungeklärt ist. Es ist stark im Fettgewebe exprimiert, wobei die Expression durch Nahrungszufuhr verstärkt und durch Fasten abgeschwächt wird. In vitro Versuche mit gereinigtem Adiponutrin wiesen darauf hin, dass dieses Protein TG-Hydrolaseaktivität und/oder Acyl-CoA unabhängige Transacylaseaktivität besitzt. Mutationen im humanen Adiponutrin sind assoziiert mit dem Leberfettgehalt, erhöhten Niveaus von Aminotransferasen in der Leber und im Serum, sowie dem Auftreten von nichtalkoholischer Fettleber, Leberentzündung und Adipositas. In dieser Arbeit wurden Adiponutrin und CGI-58 mittels Adenovirus-Konstrukten in HepG2-Zellen exprimiert. CGI-58 ist ein Aktivator des Proteins ATGL (PNPLA2), eine Triglycerid-Lipase mit hoher Homologie zu Adiponutrin. CGI-58 ist somit ein potentieller Aktivator von Adiponutrin. Zusätzlich wurden Inhibitoren verwendet, um einzelne metabolische Wege zu hemmen. Dabei kam es bei Expression von Adiponutrin zu vermehrter Bildung von Triglyceriden (TG), Diglyceriden (DG) und Cholesterinestern, und zu geringerer Bildung von freien Fettsäuren (FFA). Bei Koexpression von Adiponutrin und CGI-58 wurde eine stark erhöhte Bildung von DG beobachtet. Außerdem kam es in Anwesenheit des Acyl-CoA Synthetase Inhibitors Triacsin C bei Koexpression von Adiponutrin und CGI-58 zu einer verstärkten Bildung von FFA. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen im Zusammenhang mit publizierten Daten darauf hin, dass Adiponutrin eine PC:LPA-Transacylase- oder eine PA:MG-Transacylaseaktivität besitzt. Die Analyse verschiedener Lipidspezies in Geweben von Adiponutrin-Konckout-Mäusen oder in vitro Aktivitätsmessungen mit Zelllysaten und radioaktiv-markiertem MG oder LPA könnten weitere Erkenntnisse zur biologischen Rolle von Adiponutrin liefern.The proteins of the mammalian patatin-like phospholipase domain containing (PNPLA) protein family have hydrolase-activities in the metabolism of lipids. The biological function of adiponutrin (PNPLA3), a member of this protein familiy, is yet unknown. This protein is highly expressed in adipose tissue, where its expression is upregulated during feeding and downregulated during fasting. In vitro sudies with purified adiponutrin suggested triglyceride(TG)-hydrolase activity or acyl-CoA independent transacylase activity for this protein. Several mutations in human adiponutrin are associated with hepatic fat content, elevated levels of aminotransferases in liver and serum as well as with non-alcoholic fatty liver disease, hepatic inflammation and adipositas. In this study adenoviral constructs were used to express adiponutrin and CGI-58 in HepG2 cells. CGI-58 is a potent activator of ATGL (PNPLA2), a TG-lipase with high homology to adiponutrin. Thus, CGI-58 might activate a catalytic activity of adiponutrin. In addition, different inhibitors were used to shut down metabolic pathways in the cellular system. Cells expressing adiponutrin showed an increased synthesis of TG, diglycerides (DG) and cholesterol esters. They also exhibited a decreased formation of free fatty acids (FFA). Cells coexpressing adiponutrin and CGI-58 showed a strong increase of DG formation in comparison to cells expressing adiponutrin or CGI-58 alone. Incubation of cells coexpressing adiponutrin and CGI-58 with triacsin C (a acyl-CoA synthetase inhibitor) resulted in hgihly increased formation of FFA. Combined with published data, the results of this study suggest a PC:LPA-transacylase- or a PA:MG-transacylase activity for adiponutrin. Analysis of lipid patterns in adiponutrin knockout mouse tissues or in vitro studies with radiolabeled MG or LPA could give more insight in the biological role of adiopnutrin.Martin PacherGraz, Univ., Masterarb., 2009(VLID)20798