Komplexbildung, Dolichol-(Re)cycling und pathologische Mechanismen in den frühen Schritten des N-Glykosylierungswegs

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Christian Thiel
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289991887

Unter dem Begriff `Congenital Disorders of Glycosylation´ (CDG) werden bereits mehr als 100 verschiedene Erberkrankungen innerhalb der Glykokonjugatbiosynthese des Menschen zusammengefasst, die sich in der Regel auf eine Vielzahl von Organen auswirken und zumeist mit schweren neurologischen Störungen einhergehen. In den letzten Jahren haben wir eine Vielzahl an Patienten identifiziert, die an einem der frühen Glykosylierungsdefekte erkrankt sind. Hierbei führen gerade Defekte der Mannosyltransferasen, die auf der cytosolischen Seite des endoplasmatischen Retikulums lokalisiert sind, zu besonders schweren klinischen Phänotypen. Obwohl durch umfassende biochemische Analyse die Dysfunktion des jeweils mutierten Proteins nachgewiesen werden konnte, fehlen tiefergehende Studien bezüglich regulatorischer Mechanismen bei N-Glykosylierungsdefizienz. Unser Projekt zielt darauf ab, die pathophysiologischen Zusammenhänge zwischen den ALG1-, ALG2- und ALG11-Mannosyltransferasen in den frühen Schritten der N-Glykosylierung zu untersuchen und die Auswirkungen ihrer reduzierten Funktionalität auf andere Glycosylierungswege mit Hilfe von Zell- und Tiermodellen zu studieren, wobei ein Fokus auf der bifunktionellen ALG2-Mannosyltransferase liegen wird. Insbesondere sind wir daran interessiert, herauszufinden, ob die aufeinanderfolgende Verknüpfung von Mannoseresten von GDP-Mannose auf das dolicholgebundene Akzeptoroligosaccharid durch ALG1, ALG2 und ALG11 katalysiert wird, während diese strukturell miteinander verbunden sind. Außerdem werden wir untersuchen, wie sich Fehlfunktionen dieser Mannosyltransferasen auf die Zusammensetzung der drei N-Glykantypen (Komplex, Hybrid-, mannosereich) auswirkt und nachfolgend potenziell auch O- und C-Mannosylierung sowie O-Fucosylierung beeinflusst. Weiterhin sollen verkürzte ALG2-Proteine auf ihre alpha1,6 Mannosyltransferaseaktivität hin überprüft werden. Zudem sollen in einem Medaka-Modell für ALG2-CDG Alg2-abhängige Prozesse, insbesondere im Hinblick auf die Embryonalentwicklung, studieren. Neben umfassenden Analysen der Alg2-Medakas, um biochemische sowie Organauffälligkeiten zu untersuchen, sind wir auch an Veränderungen in der N-Glykanzusammensetzung sowie der N-Glykosylierungsstellenbesetzung von Alg2-defizienten Embryonen im Vergleich zu Wildtyptieren interessiert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2509: Das Zusammenspiel Dolichol-abhängiger Glykosylierungstypen: von Molekülen zu Krankheitsmodellen