Sukker styrer proteinerne – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > 2010 > 2010.12 > Sukker styrer proteinerne

03. januar 2011

Sukker styrer proteinerne

Molekylærbiologi

Sukkerstoffer spiller sandsynligvis en langt større rolle end hidtil antaget for, hvordan kroppens proteiner fungerer. For eksempel har forskere fra Copenhagen Center for Glycomics ved Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet netop opdaget, at en lille ændring i det enzym, der sætter sukre på et bestemt protein, kan påvirke mængden af det gode HDL-kolesterol i kroppen. Forskningsresultatet kan bane vejen for et nyt lag af viden om, hvordan vores kroppe fungerer.

Lille ændring i enzym påvirker HDL-kolesterol 

I 2008 udgav NATURE Genetics et stort epidemiologisk studie, der kædede mængden af det "gode" HDL-kolesterol sammen med en lille ændring i et gen, der hjælper med til at sætte sukkerstoffer på proteiner. 
Umiddelbart lyder det måske ikke så ophidsende, men når studiet alligevel nåede til Nature, der anses for det mest anerkendte videnskabelige tidsskrift, skyldtes det bl.a. at forskerne i dag ved, at nøglen, der skal låse op for den store erkendelse af sundhed og sygdomme, ikke alene ligger i de ca. 25.000 gener, den menneskelige arvemasse indeholder. En del af svaret er i de proteiner, de byggekloder, som generne koder for - og ikke mindst i de sukkerstoffer, som klistret på proteinerne er med til at give dem deres identitet og funktion.

Sukkerstoffer giver proteinerne udseende og funktion 

- Vi ved i dag, at såkaldt glycolysering af proteiner, påklistring af sukkerstoffer, er afgørende for proteinernes identitet, fortæller phd-studerende Katrine Schjoldager fra Copenhagen Center for Glycomics på Københavns Universitet.

Og proteinerne har utroligt mange roller i vores kroppe. De kan både, som enzymer, fremme biokemiske reaktioner i kroppen fx i forbindelse med fordøjelsen, de kan virke som hormoner og signalerer i kroppen, fx som insulin, eller de kan være keratin og stivne vores hår og negle. Det der er med til at give et protein dets udseende og dermed dets arbejdsopgave, er altså afgørende for, at proteinet gør det, som det skal i kroppen. Hvis der er noget galt med proteinets udseende, så fungerer det ikke rigtigt, og det kan gøre os syge.

Blandt andet derfor arbejder forskere på Copenhagen Center for Glycomics intenst for at forstå den rolle, glycosylering af proteiner spiller i kroppen.

Fra gen-ændring til lavt HDL-kolesterol 

Katrine Schjoldager faldt over NATURE-artiklen, for den lille ændring i det gen, der fører til lavt HDL-kolesterol i kroppen, måtte betyde to ting. For det første måtte det protein, genet laver, spille en rolle for hele kroppens kolesterol-stofskifte, og for det andet måtte den lille ændring i genet føre til en defekt i proteinet, så HDL-stofskiftet blev påvirket negativt. Og hun kunne straks se, at problemet kunne have noget med sukkerstoffer at gøre.

- Det defekte protein i NATURE-studiet er faktisk et enzym, fortsætter Katrine Schjoldager. Det hedder GalNAc-T2, og tilhører en hel gruppe af proteiner, der har et eneste formål i livet: At sætte særlige sukkerstoffer på kroppens proteiner. Så næste spørgsmål blev naturligvis: Hvilke proteiner?

Katrine Scjholdager så derefter på gruppen af proteiner, som regulerer kroppens HDL-stofskifte, og undersøgte, om nogle af dem havde en "kajplads", hvor GalNac-T2-enzymet kunne lægge til og aflevere en eventuel sukkerlast.

- Og jeg opdagede, at det HDL-regulerende protein ANGPTL-3 har en plads, hvor det udelukkende er GalNac-T2-enzymet, der kan lægge til," fortæller hun. "Når T2-enzymet klistrer en sukker på ANGPTL-3, så forhindrer sukret at proteinet bliver kløvet og aktiveret."

- Næste skridt bliver at forstå, hvordan og om aktiveringen af ANGPTL-3-proteinet kan være med til at sænke mængden af HDL-kolesterol i kroppen," siger Katrine. "Derefter skal vi naturligvis se bredere, vi skal undersøge, hvordan glykosylering regulerer kløvning af proteiner i almindelighed, og hvad det betyder. NATURE-studiet peger jo på, at et enkelt sukkermolekyle fra eller til, kan have store konsekvenser - i dette tilfælde for mængden af godt kolesterol i blodet. Findes der andre eksempler på, at et enkelt sukkerstof har store konsekvenser, og kan vi på sigt gå ind og regulere glyko-defekter?

Katrine Schjoldagers vejleder er professor Henrik Clausen som samtidig leder Copenhagen Center for Glycomics. De har skrevet artiklen sammen med postdoc Malene Vester-Christensen, associate professor Eric Paul Bennett, associate professor Steven B. Levery, og associate professor Tilo Schwientek fra Kølns Universitet samt postdoc Wu Yin fra Texas Universitet.

Forskningsresultatet er netop udgivet i The Journal of Biological Chemistry.