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Nature Communications: Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Natalia  Tschowri identifiziert Botenstoff im Glykogenstoffwechsel

Nature Communications: Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Natalia  Tschowri identifiziert Botenstoff im Glykogenstoffwechsel

Das Bild zeigt Streptomyces-Bakterien mit eingelagertem Glykogen.

Glykogen ist ein Polysaccharid, das Tier und Mensch zur Speicherung und bei Bedarf zur kurzfristigen Bereitstellung des Energieträgers Glukose dient. Auch eine Vielzahl an Bakterien lagert dieses Biopolymer ein und nutzt es zur Energiespeicherung oder zur Umsetzung in osmoprotektive Substanzen, die beispielsweise Boden-bewohnenden Bakterien gegen Wetterschwankungen schützen. Die Entscheidung zur Initiation des Glykogenabbaus ist ein hochregulierter Prozess, welcher durch Signale aus der Umgebung der Zelle kontrolliert wird aber in Bakterien kaum verstanden ist.

Heureka: Verbindung zwischen c-di-GMP und dem Glykogenstoffwechsel

Bereits 1955 zeigten die Nobelpreisträger Edmond Fischer und Edwin Krebs, dass ein Nukleotid-basiertes Signalmolekül - das zyklische Adenosinmonophosphat (cAMP) - den Abbau von Glykogen in Menschen aktiviert. Die aktuelle Studie aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Natalia Tschowri beschreibt die Entdeckung, dass Bakterien eine ähnliche Strategie evolviert haben. Wie wir Menschen nutzen sie einen Nukleotid-basierten Botenstoff - das zyklische di-Guanosinmonophosphat (c-di-GMP) - um den Glykogenabbau zu aktivieren. Dabei bindet das c-di-GMP an das Glykogen-abbauende Enzym GlgX und stimuliert durch Stabilisation der dimeren Konformation dessen enzymatische Aktivität.

Die Ergebisse der vorliegenden Studie veröffentlichen die Autorinnen und Autoren in der Fachzeitschrift Nature CommunicationsAllosteric regulation of glycogen breakdown by the second messenger cyclic di-GMP (Schumacher, Wörmann et al., Nat Commun, 2022).