Struktur und Funktion der N-Acetylglucosaminkinase

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Stephan Hinderlich
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5391330

N-Acetylglucosamin ist essentieller Bestandteil komplexer Glycanketten von Glycoproteinen und Glycolipiden. Außerdem ist N-Acetylglucosamin als Monosaccharid an Serin- und Threoninreste cytosolischer Proteine und Kernproteine gebunden und konkurriert dort mit der Proteinphosphorylierung. Die N-Acetylglucosaminkinase phosphoryliert N-Acetylglucosamin sowohl aus dem lysosomalen Abbau von Glycanen als auch aus der Nahrung und dient damit der Biosynthese von UDP-N-Acetylglucosamin, dem zentralen Substrat für die Biosynthese von Glycokonjugaten.  Im ersten Teil des geplanten Vorhabens soll die dreidimensionale Struktur der N-Acetylglucosaminkinase aufgeklärt werden. Zur Strukturaufklärung wird rekombinantes Enzym in ausreichenden Mengen exprimiert und anschließend kristallisiert. Die erhaltenen Kristalle werden dann der Röntgenstrukturanalyse unterzogen. Die so erhaltenen Informationen sollen die Suche nach einem spezifischen Inhibitor erleichtern und zur gezielten Herstellung von Punktmutationen potentiell wichtiger Aminosäuren des aktiven Zentrums dienen. Bei der funktionalen Charakterisierung steht die Rolle der N-Acetylglucosaminkinase als Interaktionspartner der Serin-/Threonin-Proteinkinase PKL12 im Vordergrund. Hierbei soll sowohl die Rolle der N-Acetylglucosaminkinase bei der Translokation beider Enzyme vom Golgi-Apparat an die Plasmamembran als auch ihr Einfluss auf die Proteinkinaseaktivität der PKL12 untersucht werden. In einem weiteren Ansatz sollen durch einen Yeast-Two-Hybrid-Screen weitere potentielle Bindungspartner der N-Acetylglucosaminkinase identifiziert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen