Sialinsäure-spezifische O-Acetyltransferase

Glykosylierung verleiht Proteinen wichtige biologische Eigenschaften, wie Löslichkeit, Stabilität und verringerte antigene Wirkung. Sialinsäuren sind eine Familie wichtiger Zucker auf N- und O-Glykanen. Die Anwesenheit von Sialinsäuren verleiht therapeutischen Glykoproteinen eine verlängerte Serumhalbwertszeit. Modifikation von Sialinsäuren durch OAcetylierung verringern die Empfindlichkeit auf Sialinsäure-spezifische Enzyme, die sogenannten Sialidasen. Wir vermuten daher, dass O-Acetylierung von Glykoproteinen die Serumhalbwertszeit weiter verlängern kann. Darüber hinaus ist bekannt, dass bestimmte Tumoren, wie das maligne metastasierende Melanom, vermehrt O-acetylierte Sialinsäuren an der Oberfläche präsentieren. O-Acetylierung des melanom- spezifischen Gangliosids GD3 korreliert mit erhöhtem Metastasierungspotential und erhöhten Zellteilungsraten. Es wird vermutet, dass diese Modifikation auch den programmierten Zelltod (Apoptose) von Tumorzellen verhindert. Wir haben die sialinsäurespezifische O-Acetyltransferase kürzlich identifiziert und gezeigt, dass dieses Enzym die O-Acetylierung von Gangliosiden bewirkt. Wir wollen nun testen, ob dieses Enzym auch zu einer vermehrten O- Acetylierung von therapeutischen Glykoproteinen führt. Dazu wollen wir als Modellproteine das humane Erythropoietin und den Granulocyte-Colony-stimulating Faktor rekombinant in Zellkultur exprimieren. Durch Ko- Expression der rekombinanten O-Acetyltransferase erwarten wir eine erhöhte O-Acetylierung der Glykane auf diesen Proteinen. Dies soll zunächst durch die Erstellung eines Sialinsäure-Profils getestet werden. Gereinigte Proteine mit erhöhter O-Acetylierung sollen dann mittels Massenspektrometrie weiter untersucht werden. Mit dieser Methode kann die exakte Position der Modifikation auf den verschiedenen Sialinsäureresten bestimmt werden. Sollten wir zeigen können, dass wir mit der O-Acetyltransferase Glykoproteine acetylieren können, ist geplant, diese Methode bei Pharmafirmen zur kommerziellen Nutzung anzubieten. Weiters wollen wir auch näher untersuchen, ob die O-Acetylierug tumor-spezifischer Ganglioside durch sogenannte siRNA verhindert werden kann. Mit dieser Methode kann die Expression einzelner Gene sequenzspezifisch unterdrückt werden. Sollten unsere Versuche zeigen, dass wir damit tatsächlich die Expression tumorspezifischer Antigene unterdrücken können, könnte diese Technik in Zukunft zu völlig neuen Ansätzen in der Tumortherapie führen.

Glykosylierung verleiht Proteinen wichtige biologische Eigenschaften, wie Löslichkeit, Stabilität und verringerte antigene Wirkung. Sialinsäuren sind eine Familie wichtiger Zucker auf N- und O-Glykanen. Die Anwesenheit von Sialinsäuren verleiht therapeutischen Glykoproteinen eine verlängerte Serumhalbwertszeit. Modifikation von Sialinsäuren durch OAcetylierung verringern die Empfindlichkeit auf Sialinsäure-spezifische Enzyme, die sogenannten Sialidasen. Wir vermuten daher, dass O-Acetylierung von Glykoproteinen die Serumhalbwertszeit weiter verlängern kann. Darüber hinaus ist bekannt, dass bestimmte Tumoren, wie das maligne metastasierende Melanom, vermehrt O-acetylierte Sialinsäuren an der Oberfläche präsentieren. O-Acetylierung des melanom- spezifischen Gangliosids GD3 korreliert mit erhöhtem Metastasierungspotential und erhöhten Zellteilungsraten. Es wird vermutet, dass diese Modifikation auch den programmierten Zelltod (Apoptose) von Tumorzellen verhindert. Wir haben die sialinsäurespezifische O-Acetyltransferase kürzlich identifiziert und gezeigt, dass dieses Enzym die O-Acetylierung von Gangliosiden bewirkt. Wir wollen nun testen, ob dieses Enzym auch zu einer vermehrten O- Acetylierung von therapeutischen Glykoproteinen führt. Dazu wollen wir als Modellproteine das humane Erythropoietin und den Granulocyte- Colony-stimulating Faktor rekombinant in Zellkultur exprimieren. Durch Ko- Expression der rekombinanten O-Acetyltransferase erwarten wir eine erhöhte O-Acetylierung der Glykane auf diesen Proteinen. Dies soll zunächst durch die Erstellung eines Sialinsäure-Profils getestet werden. Gereinigte Proteine mit erhöhter O-Acetylierung sollen dann mittels Massenspektrometrie weiter untersucht werden. Mit dieser Methode kann die exakte Position der Modifikation auf den verschiedenen Sialinsäureresten bestimmt werden. Sollten wir zeigen können, dass wir mit der O-Acetyltransferase Glykoproteine acetylieren können, ist geplant, diese Methode bei Pharmafirmen zur kommerziellen Nutzung anzubieten. Weiters wollen wir auch näher untersuchen, ob die O-Acetylierug tumor-spezifischer Ganglioside durch sogenannte siRNA verhindert werden kann. Mit dieser Methode kann die Expression einzelner Gene sequenzspezifisch unterdrückt werden. Sollten unsere Versuche zeigen, dass wir damit tatsächlich die Expression tumorspezifischer Antigene unterdrücken können, könnte diese Technik in Zukunft zu völlig neuen Ansätzen in der Tumortherapie führen.