Glykoepitope von N-Glykanen in Echinodermata

In den vergangenen Jahren führten rapide Erkenntnisgewinne aus der Genomsequenzierung verschiedener Organismen und die daraus resultierenden Vergleichsmöglichkeiten zu einer geänderten Sichtweise über die Entwicklung und Verwandtschaft der Lebewesen. Im Gegensatz dazu ist der Vergleich von proteingebundenen Kohlenhydraten der Organismen aufgrund der komplexen Analytik ins Hintertreffen geraten und das obwohl Glykane in ihren verschiedenen Ausprägungen Schlüsselrollen in der (Zell)-Entwicklung spielen; speziell durch die Lokalisation an der Zelloberfäche sind sie an vielen primären Zell-Zell Wechselwirkungen beteiligt. Dieses Projekt befaßt sich mit den N-Glykanen der Echinodermaten, einer Gruppe mariner wirbelloser Organismen, die Seesterne und Seeigel umfaßt und im Stammbaum des Lebens in naher Verwandschaft zu den Chordata, zu denen die Wirbeltiere inklusive des Menschen gehören, steht. Trotz der wichtigen Stellung am Übergang zu den Wirbeltieren, der sicher durch neue ZellZell-wechselwirkungen markiert ist, existieren nur wenige Daten, die sich mit den Glykanen dieser Tiere beschäftigen, die sich in einer Grauzone zwischen den typisch Wirbellosen (wie Würmern und Insekten) und den Wirbeltieren befinden. Basierend auf den genomischen Daten des Seeigels (Strongylocentrotus purpuratus) und Lektinbindungsdaten von einer Seegurke kann man davon ausgehen, daß die Glykane auch der anderen Echinodermaten die Zuckerpitope Fucose und Sialinsäure enthalten. Speziell der letztgenannte Zucker wird sonst mit Wirbeltieren assoziert. Um die N-Glykane ausgewählter Echinodermaten in Detail zu studieren sollen diese nach verschiedenen Reinigungsschritten mittels Massenspektrometrie, MS/MS und HPLC- Analytik in Kombination mit enzymatischen und chemischen Behandlungen analysiert werden. Die neugewonnenen Daten über vorhandene Glykanepitope werden dann mit den phylogenetischen Daten in Verbindung gebracht um weitere Rückschlüsse auf die Entwicklung des Lebens am Schnittpunkt zu den Wirbeltieren zu ermöglichen.

In den vergangenen Jahren führten rapide Erkenntnisgewinne aus der Genomsequenzierung verschiedener Organismen und die daraus resultierenden Vergleichsmöglichkeiten zu einer geänderten Sichtweise über die Entwicklung und Verwandtschaft der Lebewesen. Im Gegensatz dazu ist der Vergleich von proteingebundenen Kohlenhydraten der Organismen aufgrund der komplexen Analytik ins Hintertreffen geraten und das obwohl Glykane in ihren verschiedenen Ausprägungen Schlüsselrollen in der (Zell)-Entwicklung spielen; speziell durch die Lokalisation an der Zelloberfläche sind sie an vielen primären Zell-Zell Wechselwirkungen beteiligt. Dieses Projekt befasste sich mit den N-Glykanen der Echinodermaten, einer Gruppe mariner wirbelloser Organismen, die Seesterne und Seeigel umfasst und im Stammbaum des Lebens in naher Verwandtschaft zu den Chordata, zu denen die Wirbeltiere inklusive des Menschen gehören, steht. Trotz der wichtigen Stellung am Übergang zu den Wirbeltieren, der sicher durch neue Zell-Zell-Wechselwirkungen markiert ist, existierten nur wenige Daten, die sich mit den Glykanen dieser Tiere beschäftigen, die sich in dieser Grauzone zwischen den typisch Wirbellosen (wie Würmern und Insekten) und den Wirbeltieren befinden. Basierend auf genomischen Daten und Lektinbindungsdaten wurde angenommen, dass die Glykane auch der anderen Echinodermaten die Zuckerepitope Fucose und Sialinsäure enthalten, wobei der letztgenannte Zucker sonst mit Wirbeltieren assoziiert wird. Um die N-Glykane ausgewählter Echinodermaten im Detail zu studieren wurden diese nach verschiedenen Reinigungsschritten mittels Massenspektrometrie, MS/MS und HPLC- Analytik in Kombination mit enzymatischen und chemischen Behandlungen analysiert. Die oben erwähnte Hypothese wurde mehr als bestätigt - sogar die Vielfalt der Strukturen in verschiedenen Spezies ist eigentlich überwältigend. Die analytische Vorgangsweise wurde optimiert und mit Proben von Insekten und Nematoden auch angewandt. Die neugewonnenen Daten über vorhandene Glykanepitope können nun mit den phylogenetischen Daten in Verbindung gebracht um weitere Rückschlüsse auf die Entwicklung des Lebens am Schnittpunkt zu den Wirbeltieren zu ermöglichen.