Carnitin-Palmitoyltransferase 1
Synonyme: Carnitin-Palmityltransferase 1, CPT1, CPT I, Carnitin-O-palmitoyltransferase I, CPTase I (veraltet)
Englisch: Carnitine palmitoyl-CoA transferase I
Definition
Die Carnitin-Palmitoyltransferase 1, kurz CPT1, ist ein membranständiges Enzym der äußeren mitochondrialen Membran, das den ersten und geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der ß-Oxidation langkettiger Fettsäuren katalysiert.
Genetik
Beim Menschen werden drei CPT1-Isoformen kodiert: CPT1A, CPT1B und CPT1C. CPT1A ist in Leber, Niere, Lunge, Pankreas und weiteren Geweben vorherrschend. CPT1B dominiert in Skelettmuskel, Herz und braunem Fettgewebe. CPT1C zeigt hohe Expression im ZNS.
Biochemie
CPT1 ist ein integral membranständiges Protein der äußeren Mitochondrienmembran. Die beiden klassischen Isoformen CPT1A/B sind katalytisch aktiv und regulierbar; CPT1C unterscheidet sich in Lokalisation und Funktion.
CPT1A/B übertragen die Acyl-Gruppe eines Acyl-CoA auf L-Carnitin und bilden so Acylcarnitin, das anschließend durch das Carnitin-Shuttle in die mitochondriale Matrix transportiert wird.
Regulation
Die Regulation des Enzyms erfolgt auf mehreren Ebenen:
- Allosterische Hemmung durch Malonyl-CoA: Malonyl-CoA (Produkt der Acetyl-CoA-Carboxylase) hemmt die CPT1 kompetitiv und koppelt so die de-novo-Lipogenese an die Hemmung der Aufnahme langkettiger Fettsäuren in die Matrix
- Transkriptionelle Regulation: Hormonelle und nukleäre, rezeptorabhängige Mechanismen (PPARα, SREBP, T3-Signalwege) regulieren die CPT1-Expression; Schilddrüsenhormone und Hungersignale erhöhen beispielsweise die Expression
siehe auch: Carnitin-Acyltransferase-System
Klinische Relevanz
Mutationen im CPT1A-Gen führen zum CPT-1A-Mangel.
Forschung
CPT1 wird als pharmakologisches Ziel in verschiedenen Forschungsfeldern (u.a. Adipositas-Forschung, Krebsstoffwechsel, Neuroimmunologie) gehandelt. Inhibitoren wie Etomoxir wurden experimentell und klinisch untersucht, sie weisen jedoch starke hepatotoxische Effekte auf.
Literatur
- Nelson, Cox et al., Lehninger Principles of Biochemistry, Macmillan, New York, 2021.
- Heinrich et al., Löffler/Petrides, Biochemie und Pathobiochemie, 10. Auflage, Springer, 2023
- GeneCards - CPT1A Gene, abgerufen am 01.11.2025
- Orpha.net - Carnitin-Palmitoyl-Transferase IA-Mangel, abgerufen am 01.11.2025
- Liang et al., Mitochondrial CPT1A: Insights into structure, function, and basis for drug development. Front. Pharmacol, 2023
- McGarry et al., Carnitine palmitoyltransferase I. The site of inhibition of hepatic fatty acid oxidation by malonyl-CoA, J Biol Chem, 1978
- Bernhardt et al., Genotype–phenotype correlations in CPT1A deficiency, J Inherit Metab Dis Rep, 2022
- Phowthongkum et al., Carnitine palmitoyl transferase 1A deficiency in an adult with recurrent severe steato hepatitis aggravated by high pathologic or physiologic demands: A roller-coaster for internists, Clin Mol Hepatol, 2019