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Landgraf, Pablo (2004): Identifizierung des peroxisomalen Targeting-Signals des Adrenoleukodystrophie-Proteins. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Peroxisomales Targeting und Import von Proteinen in Peroxisomen sind für die Entstehung, Wachstum und Funktion von Peroxisomen entscheidend. Ziel dieser Dissertation war, die Region und das Aminosäure-Motiv innerhalb des Adrenoleukodystrophie-Proteins (ALDP) zu identifizieren, welches für das peroxisomale Targeting erforderlich ist. Dieses peroxisomale Membran-Protein ist defekt oder fehlend bei der X-gebundenen Adrenoleukodystrophie, einer überwiegend in der Kindheit auftretenden letalen neurodegenerativen Erkrankung. Unter Verwendung von Deletions- und GFP-Fusionsprotein-Konstrukten konnte die für das peroxisomale Targeting notwendige Region des humanen ALDP auf die Aminosäuren 67-110 eingegrenzt werden. Dabei sind die NH2-terminalen 66 Aminosäuren des ALDP für das peroxisomale Targeting zwar nicht notwendig, sie erhöhen jedoch die Targeting-Effektivität insgesamt. Die für das Targeting notwendige Region ist allerdings alleine nicht auseichend, um ein Fusionsprotein an das Peroxisom zu leiten. Zusätzliche Aminosäuren scheinen für die Stabilisierung und Insertion in die peroxisomale Membran notwendig zu sein, da die Aminosäure-Regionen 1-110 und 67-164 ein Fusionsprotein an das Peroxisom dirigieren können. GFP-Fusionsproteine der dem 67-164 ALDP entsprechenden Regionen des humanen peroxisomalen Membran-Proteins 69 und des Pxa1 der Hefe wurden ebenfalls an das Peroxisom geführt. Damit konnte eine partielle Konservierung der Targeting-Region innerhalb der humanen peroxisomalen ABC-Transporter und zwischen Hefe und Mensch gezeigt werden. Die Targeting-Region beinhaltet ein 14 Aminosäuren (71-84) umfassendes konserviertes Motiv. Eine Deletion des gesamten Motivs oder von Teilen dieses Motivs führt zu einem Verlust des peroxisomalen Targetings des ALDP. Von den getesteten Mutationen einzelner Aminosäuren bewirkt lediglich die Substitution L78F eine signifikante Verminderung der Targeting-Effektivität. Dagegen führt die bei zwei X-ALD Patienten beobachtete Deletion von drei Aminosäuren innerhalb des Motivs zu einem Verlust des peroxisomalen Targetings mit einer partiellen Anreicherung des GFP-Fusionsproteins in Mitochondrien und gibt somit Aufschluss über die molekulare Ätiologie ihrer Erkrankung.