Struktur und Funktion von Hexosaminidasen aus Invertebraten

Hexosaminidasen sind ubiquitäre Enzyme mit einem Vielfalt von Aufgaben im Glykokonjugatmetabolismus, da sie terminale N-acetylhexosamin-Reste von Glykanen, Glykolipiden, Glykoproteinen und Glykosaminoglykanen abspalten. Während diese Enzyme in Säugetieren nur am Abbau beteiligt sind, prozessieren sie in anderen Spezien die Reifung proteingebundener Zuckerketten (analog zu Mannosidasen im endoplasmatischen Reticulum und Golgi-Apparat). Trotzdem ist unser Wissen über die biologische Relevanz und die strukturelle Grundlage Hexosaminidase-vermittelter Glykanreifung in wirbellosen Tieren gering. Im Rahmen dieses Projekts soll die Substratspezifität dieser Enzyme aus Fadenwürmern (Nematoden) und Insekten insbesonders durch die Analyse der beteiligten Aminosäureresten, die für die Substratbindung und Katalyse verantwortlich sind sowie die Auswirkungen von Gen-Ausschaltung auf Streß- und Infektionsreaktionen untersucht werden. Es wird vermutet, daß durch konvergente Evolution die phylogenetisch- weitentfernten Hexosaminidasen der Insekten und Nematoden, die gleiche Funktion in der Glykanreifung übernommen haben.

Hexosaminidasen sind ubiquitäre Enzyme mit einem Vielfalt von Aufgaben im Glykokonjugatmetabolismus, da sie terminale N-acetylhexosamin-Reste von Glykanen, Glykolipiden, Glykoproteinen und Glykosaminoglykanen abspalten. Während diese Enzyme in Säugetieren nur am Abbau beteiligt sind, prozessieren sie in anderen Spezien die Reifung proteingebundener Zuckerketten (analog zu Mannosidasen im endoplasmatischen Reticulum und Golgi-Apparat). Trotzdem ist unser Wissen über die biologische Relevanz und die strukturelle Grundlage Hexosaminidase-vermittelter Glykanreifung in wirbellosen Tieren gering. In diesem Projekt haben wir Hexosaminidase-Gene parasitärer Nematoden identifiziert, dazu wurde ein rekombinantes Enzym charakterisiert und dessen Eigenschaften mit Hexosaminidasen anderer Spezies verglichen. Darüber hinaus wurde der Effekt der Knockout von Hexosaminidase-Genen im Modellorganismus Caenorhabditis elegans bewertet. Molekulare Veränderungen der N-verknüpften Oligosaccharide wurde beobachtet, was zeigt, daß mehrere Hexosaminidasen diese Strukturen verändern und so die endgültige Form von posttranslationalen Modifikationen von Proteinen bestimmen.