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Struktur und Funktion von Sphingolipiden

Sphingolipide spielen bei der Erhaltung der Struktur unserer Zellmembran und bei der Regulierung des Stoffwechsels und anderer wichtiger Funktionen eine wesentliche Rolle. Durch eine Lipid-Deregulierung kann es zu Krankheiten wie Diabetes, Fettsucht, Bluthochdruck und Alzheimer kommen.
Struktur und Funktion von Sphingolipiden
Das EU-finanzierte Projekt SBLIME ("Systems biology of lipids metabolism") soll die molekularen Mechanismen von Sphingolipiden charakterisieren und untersuchen. Über einen systembiologischen Ansatz und zusammen mit hoch auflösender Chromatographie und Massenspektrometrie sollten der allgemeine und der Fettstoffwechsel sowie Biosynthesewege analysiert werden.

Die Wissenschaftler von SBLIME konnten mithilfe biochemischer, metabolomischer und lipidomischer Daten ein kinetisches Hefemodell des Sphingolipidstoffwechsels entwickeln. Zu jeder Reaktion und Enzymsättigung wurde so die Kinetik genau beschrieben. Das Modell könnte die Lipidverteilungen unter statischen und dynamischen Bedingungen erfolgreich reproduzieren. Weitere Studien könnten Wechselwirkungen zwischen Systemkomponenten aufdecken.

Mehrere Sensitivitätsanalysetechniken wurden hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf das Sphingolipidmodell sowie auf alle Modelle, die auf der Auszeichnungssprache SBML (System Biology Markup Language) basieren, verglichen. SBML wird sich als neuer Maßstab für die Beschreibung biologischer Systeme etablieren und die Projektmitglieder wollten ein vielseitiges und modulares Analysetool erarbeiten.

Mit den ausgewählten Sensitivitätsanalysetools untersuchten die Wissenschaftler ausgiebig Steady-State-Konzentrationen und Flüsse. Die Ergebnisse beleuchteten wichtige Parameter von Lipid-Pfadfunktion und -Verteilung.

Die Projektergebnisse bilden die Grundlage für weitere Forschungen zu den Mechanismen von Fettstoffwechsel, Interaktionen und Funktion und haben wichtige Implikationen für die Medizin. Die im Rahmen dieser Studie entwickelten Techniken könnten auch von anderen Forschungsgruppen im Bereich der Biotechnologie angepasst werden.

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Fachgebiete

Scientific Research
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