Na tientallen jaren werk zonder succes, onderzoekers hebben de hoge resolutie bepaald, driedimensionale structuur voor lipoproteïnelipase, het enzym dat vetten verwerkt, of triglyceriden, in de bloedbaan en maakt voedingsstoffen vrij voor vitale weefsels zoals skeletspieren en het hart. Triglyceriden zijn de belangrijkste brandstofbron voor de meeste cellen in het lichaam.

Lipoproteïnelipase is verantwoordelijk voor het afbreken van de triglyceriden in lipoproteïnen, of vetrijke deeltjes, in de bloedbaan. Naast het vrijgeven van voedingsstoffen, of vetzuren, voor belangrijke weefsels, lipoproteïnelipase speelt een sleutelrol bij het genereren van cholesterolrijke lipoproteïnen die atherosclerotische laesies in slagaders bevorderen. Al meer dan drie decennia, onderzoekers over de hele wereld hebben geprobeerd de structuur van lipoproteïnelipase te bepalen, met als doel te begrijpen hoe het enzym werkt en strategieën te formuleren om triglyceriden in de bloedbaan te verlagen. Het bepalen van de structuur van lipoproteïnelipase vereist kristallisatie van het enzym. In het geval van lipoproteïnelipase, het verkrijgen van kristallen bleek uiterst moeilijk te zijn, hoogstwaarschijnlijk omdat lipoproteïnelipase een zeer onstabiel enzym is.

In de nieuwe studie onderzoekers van UCLA en medewerkers in Boston en Kopenhagen creëerden kristallen voor lipoproteïnelipase. De doorbraak bleek het mengen van lipoproteïnelipase met een ander eiwit, GPIHBP1. GPIHBP1 is een capillair eiwit dat lipoproteïnelipase bindt en het naar zijn werkingsplaats in haarvaten brengt. Toen de structuur van lipoproteïnelipase gestabiliseerd was, GPIHBP1 maakte het mogelijk om bruikbare kristallen te verkrijgen. Door een röntgenstraal te focussen op een kristal van het lipoproteïne lipase-GPIHBP1-complex, het team loste de atomaire structuur van het complex op. De structuur onthulde precies hoe GPIHBP1 lipoproteïnelipase bindt en gaf een verklaring voor hoe GPIHBP1 de structuur en activiteit van lipoproteïnelipase stabiliseert.

Patiënten met genetische defecten in lipoproteïnelipase of GPIHBP1 hebben extreem hoge niveaus van triglyceriden in het bloed, een gevolg van het onvermogen om de triglyceriden in lipoproteïnen af ​​te breken. Patiënten met milde tot matig verhoogde triglyceridenspiegels lopen een verhoogd risico op atherosclerotische coronaire hartziekte. Het oplossen van de structuur van het lipoproteïne lipase-GPIHBP1-complex zal de weg vrijmaken voor het ontwerpen van strategieën om verhoogde triglycerideniveaus in de bloedbaan te behandelen. Dit omvat de ontwikkeling van zeer stabiele versies van lipoproteïnelipase voor enzymvervangingstherapie.

De studie verscheen in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences .