Kontrolle der Glykolyse in Skelettmuskeln

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Die Regulation der Glykolyse in Muskeln ist über Jahrzehnte intensiv untersucht worden, und es herrscht Einigkeit darüber, dass das sehr komplex regulierte Enzym Phosphofructokinase (PFK) das wichtigste Kontrollelement ist. Der wirksamste Aktivator der PFK, das Fructose 2,6-bisphosphat (F2,6P2), wurde jedoch erst 1980 entdeckt. Anders als in der Leber ist seine Bedeutung im Muskelstoffwechsel von Vertebraten noch weitgehend unklar. Bei Wanderheuschrecken konnten wir zeigen, dass der Gehalt von F2,6P2 in der Flugmuskulatur durch den Neuromodulator Octopamin selektiv gesteuert wird (siehe Vorarbeiten). Es soll nun geprüft werden, ob dies auch für Insekten mit anderem Stoffwechseltyp gilt.Wenn ausgeruhte Frösche zu schwimmen beginnen, so wird in ihren Beinmuskeln F2,6P2 durch einen unbekannten Stimulus massiv erhöht. Wir wollen prüfen, ob an diesem Effekt das Neuropeptid Calcitonin gene related peptide (CGRP) beteiligt ist, da CGRP in motorischen Synapsen neben Acetylcholin vorkommt, und in vitro in Rattenmuskeln sowohl den Gehalt an F2,6P2 als auch die PFK-Aktivität signifikant erhöht (Vorarbeit). Dies wäre ein weiteres Beispiel für unsere Hypothese, dass neuronale Signale, die nicht die Kontraktion auslösen, spezifisch den Muskelstoffwechsel beeinflussen können. Schließlich wollen wir unsere langjährigen Vorarbeiten nutzen, um die PFK-Reaktion unter möglichst physiologischen Bedingungen in vitro zu simulieren, mit dem Ziel, die regulatorischen Potenz von F2,6P2 und anderen Effektoren zu erfassen.