Biochemische Charakterisierung der Carnitin Palmitoyltransferase II bei muskulärem CPT II- Mangel

Abstract

Es wurden Muskelbiopsien von neun Patienten mit genetisch gesichertem CPT II- Mangel untersucht. Die CPT Gesamtaktivität (CPT I + CPT II) war nicht signifikant unterschiedlich bei Patienten und Kontrollen. Die Restaktivität nach Hemmung mit Malonyl- CoA und Triton X-100 war bei Patienten jedoch deutlich erniedrigt. Die CPT II konnte in der Immunhistochemie und im Western Blot mit gleicher Intensität bei Patienten und Kontrollen dargestellt werden. Im ELISA fanden sich bei Patienten und Kontrollen keine signifikanten Unterschiede der Proteinkonzentrationen von CPT I und CPT II. Die Citratsynthaseaktivität bezogen auf den Proteingehalt war bei Patienten deutlich erhöht. Die Daten deuten darauf hin, dass beim muskulären CPT II- Mangel das Enzymprotein enzymatisch aktiv und in normaler Menge vorhanden, jedoch abnorm inhibiert ist. Gleichwohl scheint das mutierte Enzym mit einer auch im symptomfreien Intervall kompensatorischen Vergrößerung des mitochondrialen Matrixkompartiments einherzugehen. Die Daten belegen die Hypothese, dass die biochemischen Folgen der Mutation eine abnorme Regulation, im Gegensatz zu einem enzymatisch inaktiven Enzymprotein zur Folge haben.

CPT II was characterized in muscle biopsies of nine patients with genetically proven muscle CPT II deficiency. Total CPT activity (CPT I + CPT II) of patients was not significantly different from that of controls. Remaining activities upon inhibition by malonyl-CoA and Triton X-100 were significantly reduced in patients. Immunohistochemically CPT II protein was predominantly expressed in type- I-fibers with the same intensity in patients as in controls. Western blot showed the same CPT II staining intensity ratio in patients and controls. CPT I and CPT II protein concentrations estimated by ELISA were not significantly different in patients and in controls. Citrate synthase activity in patients was significantly increased. Total CPT activity significantly correlated with both CPT I and CPT II protein concentrations in patients and controls. This implies (i) that normal total CPT activity in patients with muscle CPT II deficiency is not due to compensatory increase of CPT I activity and that (ii) the mutant CPT II is enzymatically active. The data further support the notion that in muscle CPT II deficiency enzyme activity and protein content are not reduced, but rather abnormally inhibited when fatty acid metabolism is stressed.