Nøgle til hurtigere fedtforbrænding fundet

Enzymer, der nedbryder fedt, kan nu manipuleres til at arbejde tre gange så hårdt i forhold til "naturens gang". Det gøres ved at tænde for en molekylær kontakt, der netop er opdaget af kemikere ved Københavns Universitet. Muligheden for at kontrollere sådan en kemisk tænd/sluk-knap kan få enorm betydning for bekæmpelse af sygdomme relateret til overvægt. For eksempel diabetes, hjerte-karsygdom, slagtilfælde og endda hudproblemer såsom akne. Men anvendelsesområderne kan vise sig endnu bredere.

Undersøgelsesresultater antyder, at kontakten kan være fælles for mange andre typer enzymer. Eftersom enzymer er mikroskopiske arbejdsmolekyler, der kontrollerer en lang række funktioner i celler, vil sådan en standardknap være en af de vigtigste opdagelser i enzymologi (læren om enzymer).

-Hvis det viser sig, at mange enzymer bliver tændt på samme måde, som dem vi har studeret, så åbner det døren for både at forstå og bekæmpe en lang række sygdomme, siger professor Dimitrios Stamou. Han står i spidsen for et tværfagligt forskerhold på Nano-Science Center ved Kemisk Institut på Københavns Universitet. De har netop offentliggjort deres resultater i det anerkendte videnskabelige tidsskrift ”Journal of the American Chemical Society”.

Knap modsiger tidligere forståelse

Opdagelsen af den enzymatiske startnøgle modsiger de tidligere idéer om, hvordan celler kontrollerer funktionen hos enzymer som den fedtnedbrydende lipase, som blev studeret i den nye undersøgelse. Forskere mente tidligere, at enzymer arbejder nonstop med skiftende effektivitet. Men sandheden er, at de er dovne. Som de fleste hårdtarbejdende, knokler de derudad med et fast effektivitetsniveau i en afgrænset periode (arbejdstid) - og så hviler de. Og det er gode nyheder for enzymdesignere. Ved at tænde for deres nyfundne kontakt har forskerne på Københavns Universitet tredoblet arbejdstiden for lipase-enzymer - fra 15 procent af tiden til 45.

Funktion følger form

Enzymers funktion er bestemt af formen på molekylet. Så hvis man vil gøre dem mere effektive, ville det kræve en større ombygning. I nogen tilfælde ville det være omtrent så vanskeligt som at forvandle en håndsav til en motorsav, fortæller kemikeren Nikos Hatzakis, der var dybt involveret i undersøgelsen af enzymerne.

-Det er altid svært at forandre den grundlæggende form på et stykke værktøj. Uanset om det er en sav eller et enzym. Men det er uendeligt meget nemmere bare at arbejde længere med det samme stykke værktøj. Det vi har opnået er at få enzymer til at arbejde længere, før de holder pause, forklarer Hatzakis.

Undersøgelser på nanoskala

Til deres studier udvalgte forskerne et fedtnedbrydende lipase-enzym i samarbejde med enzymproducenten Novozymes. De anvendte "en fedt”, der udsender lys hver gang enzymet tager en bid. På den måde kunne forskerne følge hver eneste katalytiske cyklus. Altså hver individuelle arbejdsopgave. For at sikre størst mulig realisme blev enzymerne placeret på en kunstig cellevæg. Et ”In vivo-agtigt membransystem”, siger Stamou.

- Naturlige enzymer finder man i celler. At undersøge dem i et andet miljø ville fortælle os omtrent lige så meget om enzymer, som vi kunne lære om håndværkere ved at kigge på en tømrer i et badebassin, forklarer Stamou og slutter:

-Nu, da vi har forstået, hvordan vi kan tænde og slukke for enzymer, kan vi bruge vores viden både til at kurere sygdomme, men også til at designe nye enzymer til industrien.

Forskningen er støttet af Danish Research Council og Lundbeckfonden

Læs mere om Stamous forskning

Kontakt

Professor Dimitrios Stamou
Telefon: + 45 35 32 04 79
Mobil: + 45 24 98 16 58