3-Methylcrontonyl-CoA: Carboxylase Mangel Charakterisierung der Variabilität von Phänotyp und Genotyp
Final Report Abstract
Der im Neugeborenen-Screening (NGS) erfassbare 3-Methylcrotonyl-CoA: Carboxylase (MCC)-Mangel zeichnet sich durch äußerst variable Phänotypen aus, die sich von Symptomfreiheit bis zu letalen Verläufen spannen. Im NGS von 677,852 Neugeborenen wurde eine überraschend hohe Inzidenz beobachtet (1:84,700). Betroffene Individuen wurden molekulargenetisch, biochemisch und klinisch charakterisiert. Es fand sich ein heterogenes Mutations-Spektrum, wobei sich keine Korrelation zu biochemischen oder klinischen Daten herstellen ließ. Ein Vergleich mit publizierten Kasuistiken deutete darauf hin, dass der MCC-Mangel als eine genetische Variante mit niedriger klinischer Expressivität und Penetranz imponiert. Dies führte zu seinem Ausschluss aus dem NGS- Programm in Deutschland, da dessen Detektion zu einer unnötigen Belastung vieler Familien führt und beträchtliche Kosten im Gesundheitswesen nach sich zieht. Um die pathologische Relevanz des MCC-Mangels zu verstehen, wurden weitere Studien auf zellulärer Ebene durchgeführt: (1) Es konnte gezeigt werden, dass MCCα/β jeweils ein aminoterminal lokalisiertes, mitochondriales Signalpeptid besitzen, um die Untereinheiten durch einen membranpotentialabhängigen Prozess in das Mitochondrium zu importieren, wo eine Spaltung durch die Prozessierungspeptidase erfolgt. Für die heterologe Expression in E.coli wurden die Startaminosäuren der reifen Untereinheiten bestimmt. (2) Zur Klonierung von Targetingsignal-defizienter MCCA/B-cDNA wurde der prokaryontische Expressionsvektor pMAL-c2X verwendet, welcher in kompetente BL21 CodonPlus E.coli Zellen transformiert wurde. Die Expression der MBP-Fusionsproteine erbrachte mittels SDS-PAGE Proteinbanden in den erwarteten Größen. (3) Zum Nachweis heterolog exprimierter MCCα/β-Proteine im Western Blot wurden mittels Immunisierung Peptid-Antikörper hergestellt. (4) Zusätzlich wurden polyklonale Antikörper gegen MCCβ generiert, um eine (Co-) Immunpräzipitation der MCC-Untereinheiten zu erlauben.
Publications
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Biochemical and Biophysical Research Communications 334 (3): 939-946, 2005. Mitochondrial targeting signals and mature peptides of 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase. Dr. von Hauner Children's Hospital, Department of Biochemical Genetics and Molecular Biology, Ludwig-Maximilians-University, Munich, Germany
Stadler SC, Polanetz R, Meier S, Mayerhofer PU, Herrmann JM, Anslinger K, Roscher AA, Röschinger W, Holzinger A
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Human Mutation 27 (8): 748-759, 2006. Newborn Screening for 3-Methylcrotonyl-CoA Carboxylase Deficiency: Population Heterogeneity of MCCA and MCCB Mutations and Impact on Risk Assessment. Research Center, Department of Biochemical Genetics and Molecular Biology, Dr. von Hauner Children's Hospital, Ludwig-Maximilians-University, Munich, Germany
Stadler SC, Polanetz R, Maier EM, Heidenreich SC, Niederer B, Mayerhofer PU, Lagler F, Koch HG, Santer R, Fletcher JM, Ranieri E, Das AM, Spiekerkötter U, Schwab KO, Pötzsch S, Marquardt I, Hennermann JB, Knerr I, Mercimek-Mahmutoglu S, Kohlschmidt N, Liebl B, Fingerhut R, Olgemöller B, Muntau AC, Roscher AA, Röschinger W
