Regulatiory regions of G(0)/G(1) switch gene 2 with respect to adipose triglyceride lipase inhibition

Die Lipolyse ist ein wichtiger Mechanismus des menschlichen Körpers, um Energie aus ge-speicherten Fetten zu gewinnen. Dabei geschieht eine fortlaufende Aufspaltung von Tri-glyceriden zu Di und Monoglyceriden unter Freisetzung von freien Fettsäuren und Glycerin. Der erste Schritt dieser Reaktion wird von Adipose Triglyceride Lipase (ATGL), dem geschwindigkeitsbestimmenden Enzym der Lipolyse, katalysiert. ATGL kann von Comparative Gene Identification-58 (CGI-58) um das 20fache aktiviert werden und wird von G0/G1 switch gene 2 (G0S2) inhibiert. Veränderungen in diesem hochgradig geregelten Prozess können zu Adipositas, Hypertonie, kardiovaskulären Erkrankungen und metabolischem Syndrom führen. Um die Lipolyse und ihre Regulation besser zu verstehen, wurden in dieser Diplomarbeit die strukturellen Eigenschaften von G0S2 und dessen inhibitorische Fähigkeiten untersucht. Dafür wurden C-terminal verkürzte Versionen von G0S2 auf ihre Aktivität getestet. Die Experimente konnten klären, dass verschiedene verkürzte Konstrukte ATGL inhibieren, Wohingegen andere kürzere Konstrukte die ATGL-Aktivität gar nicht beeinflussen. Dank der Resultate konnten wichtige Regionen für ein Strukturmodel von G0S2 identifiziert werden. Ein grundsätzlich hoher -Helix-Anteil in der Sekundärstruktur von G0S2 konnte mit Circulardichroismus-Spektroskopie nachgewiesen werden. Zukünftige N-terminale Verkürzungen sollten die Minimaldomäne von G0S2 offenlegen. Ein weiteres Ziel war, bereits existierende ATGL Konstrukte zu optimieren. Dies konnte durch zusätzliche Affinitäts-tags erreicht werden, welche die Reinigung von ATGL geringfügig verbessern.Lipolysis is an important mechanism for the human body to obtain energy from stored fat. It is a sequential breakdown of triglycerides to diglycerides and monoglycerides to free fatty acids and glycerol. The first step in this reaction is catalyzed by adipose triglyceride lipase (ATGL), the rate limiting enzyme of lipolysis. ATGL can be activated up to 20fold by the protein comparative gene identification-58 (CGI-58) and inhibited by G0/G1 switch gene 2 (G0S2). Alterations in the highly regulated process of lipolysis can lead to obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular diseases and metabolic syndrome. In order to better understand lipolysis and its regulation this diploma thesis concentrated on G0S2. The goal was to investigate the structural properties of G0S2 and to give further insight into its inhibitory function. An important step towards this aim was to create C-terminally truncated versions of the protein and test them for activity. Experiments showed that various truncated G0S2 constructs could still inhibit ATGL, whereas other shortened proteins did not affect ATGL activity anymore. The findings helped in identifying important regions for a structure model of G0S2. A high -helical amount in the secondary structure of G0S2 could be confirmed with circular dichroism measurements. Future N-terminal truncations should reveal the minimal domain of G0S2. Another task was to optimize existing ATGL constructs. In fact additional affinity-tags slightly improved the purification of these ATGL constructs.Barbara SalzburgerAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. und engl. SpracheGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2012(VLID)224613