Menschlicher Fruktose-Stoffwechsel und D-Glyzeratkinase-Mangel

• Antragsteller: Professor Dr. Jörn Oliver Sass
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 558545467

D-Fruktose ist ein in der menschlichen Ernährung reichlich vorhandenes Kohlenhydrat, das sowohl als Monosaccharid als auch als Bestandteil des Haushaltszuckers Sucrose verwertet wird. Der bekannteste Stoffwechselweg des menschlichen Fruktoseabbaus verläuft im Zytosol über Fruktose-1-phosphat, das in Dihydroxyacetonphosphat und D-Glyceraldehyd gespalten wird. Nach der Phosphorylierung des letztgenannten Metaboliten können beide Verbindungen in die Glykolyse gelangen. Im Gegensatz dazu hat der mitochondriale Fruktosestoffwechsel bisher nur wenig Aufmerksamkeit erregt, obwohl es seit Jahrzehnten Hinweise auf seine Existenz gibt und seine Störung mit D-Glyceraturie aufgrund des D-Glyceratkinasemangels in Verbindung gebracht worden ist, einer seltenen angeboren Störung menschlichen Stoffwechsels, dessen molekulare Grundlagen wir vor 14 Jahren erstmals beschrieben haben. In dem vorgeschlagenen Projekt werden verschiedene vom Menschen stammende Zelllinien und der Fadenwurm Caenorhabditis elegans verwendet, um die mitochondrialen Beiträge zum Fruktosestoffwechsel besser zu verstehen. Stellt Fruktose einen wichtigen Teil der Energieversorgung bestimmter Zellen dar oder ist ihre Rolle eher die, strukturelle Veränderungen zu induzieren und Fruktose-Toxizität zu vermitteln? Ist dies möglicherweise in Zellen des Darms, der Leber oder der Bauchspeicheldrüse unterschiedlich? Was sind die molekularen Implikationen und möglicherweise sekundären Folgen eines genetischen Mangels an D-Glyceratkinase aufgrund von Mutationen in GLYCTK? Fördern D-Fruktose und D-Glyceraldehyd die Bildung von 2-Phospho-D-Glycerat in den Mitochondrien von Zellen menschlichen Ursprungs? Helfen Proteom-Untersuchungen bei der Identifizierung des Transportmechanismus, der es 2-Phospho-D-Glycerat ermöglicht, das Mitochondrium für den weiteren Metabolismus l zu verlassen?Das vorgeschlagene Projekt soll nicht nur zu einem besseren Verständnis der D-Glyceraturie als einer seltenen genetischen Stoffwechselstörung des Menschen beitragen, sondern auch eine Bedeutung haben für das Erkennen der Rolle der Fruktose bei den Pathomechanismen, die weit verbreiteten Krankheiten zugrunde liegen, die eine große Bedeutung für die Gesundheit der Bevölkerung haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen