Endbericht

Projektnummer		Einzelprojekte  P18857
Titel		Bildung und Mobilisierung von Neutrallipiden in Hefe
ProjektleiterIn		DAUM Günther
Bewilligungsdatum		24.01.2006
Universität / Forschungsstätte		Institut für Biochemie, Technische Universität Graz
Gebiet(e)
Keywords		Triacylglycerols, Steryl esters, Sterols, Lipid particles (lipid droplets), Lipid storage, Yeast
Homepage		http://www.biochemistry.tugraz.at/index.php/wbUniStaff/card/2

In Hefezellen können die Neutrallipide TAG (Triacylglycerole) und STE (Sterolester) in sogenannten Lipidpartikeln (lipid droplets) gespeichert werden. Bei Bedarf werden TAG und STE mobilisiert, und die freigesetzten Fettsäuren als Bausteine für die Synthese von Membranlipiden verwendet. Das Ziel des vorliegenden Projekts war es die enzymatischen Schritte zu untersuchen, die zur Mobilisierung von TAG und STE beitragen. Für diese Experimente wurden biochemische, molekularbiologische und zellbiologische Methoden herangezogen. Eine wichtige Erkenntnis dieses Projekts war, dass die drei TAG-Lipasen der Hefe, Tgl3p, Tgl4p und Tgl5p, den metabolischen Fluss langkettiger Fettsäuren aus den TAG Depots in die Synthese von Sphingolipiden und Phospholipiden beeinflussen. Durch diesen Mechanismus tragen diese TAG-Lipasen wesentlich zur Synthese und Re-Modellierung komplexer Lipide bei. Im Zuge dieser Untersuchungen stellten wir fest, dass die TAG-Lipasen der Hefe nicht nur Lipolyse katalysieren, sondern auch als Lysophospholipid-Acyltransferasen fungieren können. Daher sind diese Proteine auch im anabolischen Netzwerk der Lipidsynthese eingebunden. Ein weiterer Aspekt, der in diesem Projekt behandelt wurde, war die Proteom- und Lipid-Ausstattung der Lipidpartikel. Mit Hilfe von Massenspektrometrie wurden neue Lipidpartikel-Proteine identifiziert und der Einfluss wechselnder Kulturbedingungen auf die molekulare Ausstattung der Lipidpartikel untersucht. Biophysikalische Untersuchungen brachten Hinweise auf die interne Struktur der Lipidpartikel. Unter eine monomolekularen Schicht von Phospholipiden befinden sich mehrere schalenartige Schichten, die aus STE bestehen, welche wiederum einen Kern unorganisierter TAG Moleküle umschließen. Wir konnten auch zeigen, dass sich unter lipotoxischem Stress hervorgerufen durch Wachstum der Hefe auf Ölsäure die Depotbildung der Fettsäuren in Form von TAG und STE verändert. Spezifische regulatorische Mechanismen der TAG und STE Synthese wurden evident, die zu morphologischen Veränderungen und zur Anpassung der Lipidzusammensetzung führten. Schließlich konnten wir zeigen, dass unter bestimmten Bedingungen Squalen, eine Sterol-Vorstufe, auch als Depot-Lipid dienen kann. Interessanterweise findet man Squalen nicht nur in Lipidpartikeln, sondern auch in zellulären Membranen eingelagert. Zusammenfassend führte dieses Projekt zu neuen Erkenntnissen über Lipid-Depotbildung und Lipid-Mobilisierung sowie zur Rolle der Enzyme, die an diesen Prozessen beteiligt sind.