Priv.-Doz. Dr. Thomas Kolter
LiMES - Program Unit Membrane Biology & Lipid Biochemistry
University of Bonn
LiMES - Program Unit Membrane Biology & Lipid Biochemistry
University of Bonn
Lipid-Biochemie und Lipidomics
Bioorganische Chemie: Analoga von Lipiden, Kohlenhydraten und Peptiden
Hintergrund
Lipide sind als Bestandteile biologischer Membranen sowie als Reserve- und Botenstoffe wichtige Biomoleküle. Ferner sind Lipide von hoher Relevanz für die menschliche Gesundheit, sei es in Form fettlöslicher Vitamine (z. B. Vitamin D: [1]), sei es, dass Veränderungen im Lipidstoffwechsel eng mit Zivilisationskrankheiten wie Atherosklerose, Diabetes und neurodegenerativen Erkrankungen wie Morbus Alzheimer verbunden sind, aber auch mit Krebs und Infektionskrankheiten. Die biomedizinische Analyse von Molekülen und ihren Wechselwirkungspartnern (Structural Medicine) ist auf dem Gebiet der Lipide weit weniger entwickelt als bei anderen Stoffklassen [2]. Trotz der Fortschritte auf dem Gebiet der Lipid-Biochemie konnten wesentliche Fragen zur Bedeutung von Lipiden für Gesundheit und Krankheit noch nicht zufriedenstellend beantwortet werden. Die Zelle eines Säugetiers kann weit mehr als 1000 verschiedene Lipidspezies enthalten, darunter membranbildende Lipide, die unterschiedlich auf zelluläre Membranen, aber auch auf die beiden Halbschichten einer Membran verteilt sein können. Selbst innerhalb der Halbschicht einer Membran finden sich schwer zu untersuchende laterale Heterogenitäten. Trotz erheblicher Fortschritte auf dem Gebiet der Lipidanalytik lassen sich die genaue Zusammensetzung einer Organellen-Membran, ihrer Halbschichten sowie die laterale Organisation von Membranlipiden nicht ohne weiteres bestimmen. Wie diese lokalen Lipidkonzentrationen zeitlich reguliert werden und wie die Lipide mit Proteinen wechselwirken, ist in vielen Fällen nicht bekannt. Neuerdings wird die Analyse eines Lipid-profils zu einem gegebenen Zeitpunkt (Lipid-Fingerabdruck) sowie dessen Beeinflussung durch genetische, pharmakologische, oder ernährungsbedingte Veränderungen als "Lipidology" bezeichnet, die Untersuchung der Wechselwirkung des Lipidoms einer Zelle mit anderen Biomolekülen als "Lipidomics" (hierzu: [3]).
Unsere aktuelle Forschung auf diesem Gebiet betrifft u. a.
Die Rolle der Endozytose für die Beladung von Lipid-droplets
Pathobiochemie und Therapiemodelle für Erbkrankheiten des Sphingolipid-Stoffwechsels sowie
Bioorganische Verfahren zum engineering biologischer Membranen
Literatur
[1] J. H. White, L. R. Tavera-Mendoza, "Das unterschätzte Sonnenvitamin". Spektrum der Wissenschaft 07/2008, 40-47.
[3] H. Farwanah, T. Kolter, Wiley Encyclopedia of Chemical Biology, in press. "Lipidomics" (Publications)
Ressourcen