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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001578-5

Molekulare Charakterisierung von Stoffwechsel- und Transportprozessen in der apokrinen Schweißdrüse für die Bildung von Schweißgeruchsvorstufen

  • Im modernen hygienischen Selbstverständnis westlicher und ostasiatischer Kulturen spielt die Reduktion des Schweißgeruchs eine zentrale Rolle. Dies wird durch eine Verringerung der Schweißsekretion, die Bekämpfung schweißgeruchverursachender Bakterien und die Maskierung des Restgeruchs erreicht. Ein Präventivkonzept auf der Basis der Reduktion von apokrinen Sekreten konnte bisher nicht etabliert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Stoffwechselwege, auf denen Schweißgeruchpräkursoren entstehen und sekretiert werden, nicht umfassend untersucht wurden. Vorarbeiten zu dieser Arbeit lieferten jedoch bereits Hinweise darauf, dass das Transportprotein ABCC11 eine bedeutende Komponente in der Entstehung von Schweißgeruch darstellt. Für den kaukasischen Körpergeruch ist u.a. das schwefelhaltige Geruchsmolekül 3-Methyl-3-sulfanylhexanol charakteristisch. In der vorliegenden Arbeit wurde durch Messung des ABCC11-vermittelten Transports in isolierten Membranvesikeln gezeigt, dass der postulierte Glutathionylpräkursor von 3-Methyl-3-sulfanylhexanol (SG3MHol) ein Transportsubstrat darstellt, während für das final auf der Haut nachweisbare Cysteinyl-Glycyl-Konjugat (CG3MHol) kein ABCC11-vermittelter Transport festgestellt werden konnte. Dies legt nahe, dass in den apokrinen sekretorischen Vesikeln SG3MHol zu CG3MHol umgewandelt wird. Diese Reaktion wird durch γ-Glutamyltransferasen katalysiert. Sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene konnte die Expression von γ-Glutamyltransferase 1 (GGT1) in der apokrinen Schweißdrüse nachgewiesen werden. Immunfluoreszenzmikroskopische Analysen gaben darüber hinaus den Hinweis auf eine Lokalisation in apikalen Vesikeln sekretorischer Zellen. Durch rekombinantes humanes GGT1 konnte die Abspaltung der γ-peptidisch gebundenen Glutaminsäure des SG3MHol in vitro katalysiert werden. Der Nachweis des entstehenden CG3MHol wurde durch massenspektrometrische Verfahren erbracht. Auf diese Weise konnten sowohl die Frage nach der Rolle des ABCC11-vermittelten Transports, als auch der intravesikulären Deglutamylierung durch GGT1 beantwortet werden. Für die Entstehung des Glutathionylkonjugats von 3-Methylhexanol (3MHol) wurde mit GSTM5 eine Glutathion-S-Transferase identifiziert, die auf mRNA- und Proteinebene abundant in apokrinen Schweißdrüsen exprimiert wird. Für die Konjugation mit GSH wurde mit 3-Methylhex-2-enal (3MHal) eine α, β-ungesättige Carbonylverbindung untersucht. Das aus der Konjugation hervorgehende aldehydische Glutathionylkonjugat SG3MHal wurde durch NMR-Spektroskopie nachgewiesen, allerdings entstand es unter in vitro Bedingungen auch in Abwesenheit Glutathion-transferierender Enzyme. Vor einem Transport durch ABCC11 muss SG3MHal jedoch noch zum alkoholischen SG3MHol reduziert werden. Hinweise auf das beteiligte Enzym Aldo-Keto-Reduktase 1 B10 (AKR1B10) konnten wiederum aus mRNA-Expressionsdaten entnommen werden. Auf Proteinebene konnte AKR1B10 ebenfalls nachgewiesen werden. Dieses Enzym ist unter anderem in der Lage aldehydische Glutathionylkonjugate zu reduzieren. Für die Reduktion von SG3MHal zu SG3MHol durch AKR1B10 konnten in vitro erste Anhaltspunkte gefunden und durch massenspektrometrische Verfahren bestätigt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig ein potentieller Entstehungsweg von schwefelhaltigen Schweißgeruchpräkursoren postuliert und durch experimentelle Befunde gestützt. Die beteiligten enzymatischen Umsetzungs- und Transportvorgänge wurden in vitro nachgestellt und die Entstehung der Schweißgeruchpräkursoren damit in die Nähe von Detoxifizierungsprozessen gerückt. Der in dieser Arbeit beschriebene trunkierte Mercapturatweg der apokrinen Schweißdrüse stellt damit einen ersten Ansatz dar, die Entstehung sekretierter Geruchsvorläufermoleküle zu erklären. Dies liefert einen Angriffspunkt zur kosmetischen Reduktion von Schweißgeruch an seiner Wurzel. Für die beteiligten Schlüsselenzyme konnten bereits erste Inhibitoren identifiziert werden.
  • This thesis presents a hypothesis for a metabolism leading to the generation and secretion of sulfurous sweat odour precursors (SSOPs) in the apocrine sweat gland. The involved metabolic- and transport processes represent a truncated mercapturic acid pathway and therefore place SSOPs in the realm of detoxification products. These findings suggest targeting the enzymatic systems described in this thesis in order to realize a reduction of SSOPs for cosmetic purposes.

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Metadaten
Author: Tim Baumann
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001578-5
Title Additional (English):Molecular characterization of metabolic and transport processes in the apocrine sweat gland involved in generating sweat odour precursors
Advisor:Prof. Dr. Heyo K. Kroemer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2013/09/06
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2013/03/12
Release Date:2013/09/06
GND Keyword:ABC-Transporter, Entgiftung, Schweißdrüse
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Pharmakologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften; Biologie