Mechanismen der Protein-Qualitätskontrolle des endoplasmatischen Retikulums
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Unvermeidliche Nebenprodukte der Proteinbiosynthese sind falsch gefaltete Polypeptide, die zu Fehlfunktion und Aggregation neigen. Um eine Schädigung der Zelle durch nicht-native Proteine oder zytotoxische Aggregate zu verhindern, wird die Reifung von Polypeptiden durch Protein-Qualitäts-Kontrollsysteme (PQCs) überwacht. Im endoplasmatischen Retikulum (ER) erkennt das ERAD System (ER associated protein-degradation) fehlerhafte Proteine und bewirkt deren Abbau durch das zytosolische Ubiquitin-Proteasom System. Die Mehrheit der sekretorischen Proteine wird im ER mit Oligosacchariden der Struktur Glc3MangGlcNAc2 modifiziert. Enzyme des ER-PQC wandeln diese W-Glykane auf fehlgefalteten Polypeptiden in Man7GlcNAc2-Strukturen um. Aberrante Proteine, die diese Struktur tragen, werden vermutlich von der ERAD-Maschinerie erkannt und abgebaut. Zu Beginn des Forschungsvorhabens existierten genetische Daten, die auf eine Rolle des Proteins Html bei der Generierung der Man7GlcNAc2-Glykane hinwiesen. Ziel des Projektes war eine in vivo und in vitro Charakterisierung der enzymatischen Aktivität von Html. Da Html einen stabilen Komplex mit der Oxidoreduktase Pdil bildet, wurde untersucht, inwieweit Html von Pdil bei der Substraterkennung unterstützt wird. Die vorliegenden Daten zeigen, dass die biologische Aktivität von Html im Komplex mit Pdil verstärkt wird. Im Zuge der Arbeiten konnte auch gezeigt werden, dass Html spezifisch Man8GlcNAc2-Glykane erkennt und demannosyliert. Insgesamt deuten die Ergebnisse aus diesem Projekt darauf hin, dass fehlgefaltete Proteine, die durch Pdil an den Komplex aus Pdil und Html rekrutiert wurden, von Html prozessiert werden, um deren Abbau zu beschleunigen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Substrate keine freien Cysteinen aufweisen müssen, um von Html prozessiert zu werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2011) Yos9p assists in the degradation of certain nonglycosylated proteins from the endoplasmic reticulum. Mol. Biol. Cell 22: 2937-2945
Jaenike, L.A., Brendebach, H, Selbach, M., Hirsch, C.
- Die Rolle der Mannosidase Htm1p beim ER-assoziierten Abbau von Glykoproteinen. Humboldt-Universität zu Berlin, 2015
Anett Köhler
