Charakterisierung von Acyl-CoA-Reduktasen

Hellenbrand, Janine; Frentzen, Margarete

doi:31552

Charakterisierung von Acyl-CoA-Reduktasen = Characterization of acyl-CoA reductases

Hellenbrand, Janine

2012

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Janine Hellenbrand

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2012

UmfangV, 132 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Frentzen, Margarete (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2012-03-12

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-40370
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62931/files/4037.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Alkohol (Genormte SW) ; Wachs (Genormte SW) ; Schleiereule (Genormte SW) ; Huhn (Genormte SW) ; Gans (Genormte SW) ; Enzym (Genormte SW) ; Biowissenschaften, Biologie (frei) ; Fettalkohol (frei) ; Acyl-CoA-Reduktasen (frei) ; fatty alcohol (frei) ; fatty acyl-CoA reductase (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
Vögel nutzen Wachse, um ihr Federkleid zu reinigen und zu imprägnieren. Diese Wachse werden in der Bürzeldrüse synthetisiert, einer holokrinen Drüse, die dorsal über den Schwanzfedern gelegen ist. Die Art und Zusammensetzung der sekretierten Wachsester ist von der Vogelart abhängig. Beispielsweise besteht das Wachsester-Sekret der Gans (Anser anser domesticus) aus mehrfach verzweigten Fettsäuren und unverzweigten Fettalkoholen, während das der Schleiereule (Tyto alba) sowohl aus verzweigten Fettsäuren als auch aus verzweigten Fettalkoholen besteht. Alkohol-produzierende Acyl-CoA-Reduktasen (FAR, engl.: fatty acyl-CoA reductases) katalysieren die Reduktion von aktivierten Acyl-Gruppen zu Fettalkoholen, die mit Acyl-CoA-Thioestern zu Wachsestern verknüpft werden können. cDNA-Sequenzen, die FAR-Enzyme kodieren, wurden aus den Bürzeldrüsen der Schleiereule, der Gans und dem Huhn (Gallus gallus domesticus) isoliert und kloniert. Die heterologe Expression dieser Sequenzen in Saccharomyces cerevisiae zeigte, dass sie membranständige Enzyme kodierten, die eine NADPH-abhängige Reduktion von Acyl-CoA-Thioestern zu Fettalkoholen katalysierten. Durch Fütterungsstudien transgener Hefekulturen und in vitro Enzym-Aktivitätstests mit Membranfraktionen der transgenen Hefezellen wurden zwei verschiedene Gruppen von Isoenzymen mit unterschiedlichen Eigenschaften identifiziert, die FAR1 und FAR2 genannt wurden. Die FAR1-Gruppe synthetisierte hauptsächlich 16:0-OH und akzeptierte Substrate mit Kettenlängen zwischen 14 und 18 C-Atomen. Die FAR2-Gruppe präferierte hingegen 18:0-CoA und akzeptierte Substrate mit Kettenlängen zwischen 16 und 20 Kohlenstoff-Atomen. Bei Expressions-Studien mit verschiedenen Geweben des Huhns wurden FAR-Transkripte nicht ausschließlich in der Bürzeldrüse, sondern auch in anderen Geweben, wie zum Beispiel dem Gehirn, nachgewiesen. Die Ergebnisse dieser Studie lassen darauf schließen, dass die charakterisierten FAR1- und FAR2-Enzyme in unterschiedlichen Biosynthesewegen, wie der Wachsester- oder der Ether-Lipid-Biosynthese, involviert sein können.

cDNA sequences encoding fatty acyl-CoA reductases were cloned from the uropygial glands of barn owl (Tyto alba), domestic chicken (Gallus gallus domesticus) and domestic goose (Anser anser domesticus). Heterologous expression studies in Saccharomyces cerevisiae showed that they encode membrane associated enzymes which catalyze a NADPH dependent reduction of acyl-CoA thioesters to fatty alcohols. Two groups of isozymes with different properties were identified, termed FAR1 and FAR2. The FAR1 group mainly synthesized 1-hexadecanol, whereas the FAR2 group preferred stearoyl-CoA as substrate. Semi-quantitative expression studies with tissues of domestic chicken indicated that FAR transcripts were not restricted to the uropygial gland. The data of this study suggest that the identified and characterized avian FAR enzymes can be involved in wax ester biosynthesis and in other pathways like ether lipid synthesis.

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