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2016-05-31Dissertation DOI: 10.18452/17520
Einfluss von Omega-3 Fettsäuren auf die Bildung physiologisch aktiver CYP-Eicosanoide
dc.contributor.authorKonkel, Anne
dc.date.accessioned2017-06-18T15:06:50Z
dc.date.available2017-06-18T15:06:50Z
dc.date.created2016-06-06
dc.date.issued2016-05-31
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/18172
dc.description.abstractMehrfach ungesättigte omega-3 Fettsäuren (n-3 PUFAs), wie Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA), schützen vor kardiovaskulären Erkrankungen, wie tödlichen Arrhythmien. In vitro Untersuchungen belegen, dass rekombinante Cytochrom P450 (CYP) Enzyme nicht nur die n-6 PUFA Arachidonsäure (AA), sondern auch die n-3 PUFAs EPA und DHA als alternative Substrate verwenden. Dabei entstehen bioaktive regio- und stereoisomere Epoxy- und Hydroxymetaboliten, CYP-Eicosanoide, die als sekundäre Botenstoffe bei der Regulation von Gefäß-, Nieren- und Herzfunktionen fungieren. Die genauen molekularen Mechanismen dieser Metabolite sind noch weitgehend unerforscht. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst der ernährungsbedingte Einfluss auf das endogene CYP-Eicosanoidprofil im Menschen untersucht. Die Ergebnisse der klinischen Studie zeigten, dass n-3 PUFAs auch in vivo alternative Substrate von CYP-Enzymen darstellen und wenn verfügbar sogar effektiver zu ihren Metaboliten umgesetzt wurden als AA. Als ein wichtiger Metabolit entsteht nach EPA/DHA-Supplementation 17,18-EEQ, welcher womöglich der eigentliche Vermittler der kardioprotektiven Effekte von n-3 PUFAs ist. Unter Verwendung eines etablierten Zellmodells mit spontan schlagenden neonatalen Rattenkardiomyozyten (NRKMs) wurde der anti-arrhythmische Effekte von 17,18-EEQ genauer untersucht. Der negativ chronotrope Effekt von EPA auf NRKMs wurde tatsächlich durch 17,18-EEQ vermittelt, insbesondere dem R,S-Enantiomer. Mittels Strukturfunktionsanalyse wurden synthetische Analoga mit gleicher Wirksamkeit wie dem 7,18-EEQ gefunden, wobei strikte strukturelle Merkmale für die biologische Funktion identifiziert wurden. Die Suche nach einem molekularen Ziel für CYP-Epoxyeicosanoide führte zu einem möglichen Rezeptorkandidaten, der hinsichtlich seiner Ligandenspezifität untersucht wurde. Dieser oder zukünftige andere Rezeptorkandidaten stellen ein mögliches neues zelluläres Ziel zur Behandlung kardialer Arrhythmien dar.ger
dc.description.abstractThe n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA), protect from cardiovascular disease, especially from fetal arrhythmia. Moreover, in vitro studies proved that recombinant cytochrome P450 (CYP) enzymes not only accept the physiologically most important n-6 PUFA arachidonic acid (AA), but also EPA and DHA as alternative substrates, thereby generating regio- and stereospecific biologically active epoxy- and hydroxymetabolites, CYP-eicosanoids. These metabolites serve as second messengers regulating vascular, renal and cardiac function. The precise underlying molecular mechanisms are only partially understood and need further investigation. The first aim of the thesis was to show that the endogenous CYP-eicosanoid profile depends on the availability of the precursor fatty acids. The results of a clinical trial with 20 volunteers, show that n-3 PUFAs serve also in vivo as alternative CYP-dependent substrates and are even preferentially metabolized compared to AA. After EPA/DHA-supplementation 17,18 EEQ was generated as a major metabolite, potentially an important mediator of cardiovascular effects originally attributed to n-3 PUFAs. To test the anti-arrhythmic effect of EPA and 17,18-EEQ, an established cell model with neonatal rat cardiomyocytes (NRKMs) was used. The negative chronotropic effect of EPA was mimicked by 17,18-EEQ, attributed only to the R,S-enantiomer. A structure activity relationship study revealed synthetic analogs, exerting the same biological effect as 17,18-EEQ. Strict structural requirements were found for agonistic function, hinting at a specific interaction with cellular targets, like GPCRs. The search of a molecular target of CYP-eicosanoids led to a putative receptor, which was tested for ligand binding specificity. If the preliminary results on the ligand binding are confirmed in future experiments this receptor might be a novel target for the treatment of cardiac arrhythmia.eng
dc.language.isoger
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
dc.rightsNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/
dc.subjectGPCRger
dc.subjectEicosapentaensäureger
dc.subjectOmega-3 Fettsäurenger
dc.subjectDocosahexaensäureger
dc.subjectCytochrom P450ger
dc.subjectCYP-Eicosanoideger
dc.subjectanti-arrhythmischger
dc.subjectGPCReng
dc.subjecteicosapentaenoic acideng
dc.subjectOmega-3 PUFAseng
dc.subjectdocosahexaenoic acideng
dc.subjectcytochrome P450eng
dc.subjectCYP-eicosanoidseng
dc.subjectanti-arrhythmiceng
dc.subject.ddc570 Biologie
dc.titleEinfluss von Omega-3 Fettsäuren auf die Bildung physiologisch aktiver CYP-Eicosanoide
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100238649
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/17520
dc.identifier.alephidBV043586191
dc.date.accepted2014-07-01
dc.contributor.refereeHerrmann, Andreas
dc.contributor.refereeMüller, Dominik N.
dc.contributor.refereeMenzel, Ralph
dc.subject.dnb32 Biologie
dc.subject.rvkWD 5400
local.edoc.pages167
local.edoc.type-nameDissertation
local.edoc.institutionMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I

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