N-Glykosylierung der Gastropoden

Forschungsprojekt P 13928N-Glykosylierung der GastropodenErika STUDACHER11.10.1999 Manche Gastropoden dienen als Nahrungsmittel, andere sind bedeutende Schädlinge im Gemüsebau und wieder andere sind Zwischenwirte von Human- oder Nutztierparasiten. Trotz dieser Vielfalt an Berührungspunkten mit dem Menschen, ist nur wenig über ihre Glykosylierung bekannt. Im Rahmen dieses Projekts soll das N-Glykosylierungsmuster von vier verschiedenen Schneckenarten (sowohl Wasser- als auch Landschnecken, jeweils eine Art mit und eine Art ohne Gehäuse) untersucht werden. Weiters sollen die Glykosyltransferasen, die an der Biosynthese dieser Glykanstrukturen beteiligt sind, gereinigt und charakterisiert werden. Die Glykanstrukturen geben Aufschluß über die An- bzw. Abwesenheit von aus Pflanzen und Insekten bekannten allergenen Oligosaccharidepitopen. Die genaue Kenntnis des Glykosyherungspotentials der Gastropoden ermöglicht vielleicht die Etablierung eines neuen Zellkultursystems zur Produktion rekombinanter Glykoproteine oder erschließt einen völlig neuen Ansatz zur Schädlingsbekämpfung. Ferner sollen spezifische Exoglykosidasen aus den Schnecken gereinigt werden, die ein wertvolles Werkzeug in der Glykobiologie darstellen.

Die Schnecken Arion lusitanicus, Limax maximus, Cepaea hortensis, Helix pomatia, Planorbarius corneus und Limnea stagnalis wurden auf ihre Fähigkeiten zur N-Glykosylierung analysiert. Die N-Glykane von erwachsenen Exemplaren (sowohl Haut- als auch Organfraktionen) und auch Eiern wurden auf Ihre Monosaccharidzusammensetzung und deren Verknüpfungen untersucht. Die Gastropoden zeigen ein enormes Potential bei der Ausbildung einer großen Anzahl von Strukturelementen, die bereits in anderen Eukaryoten nachgewiesen worden sind. In Schnecken werden sowohl die Zuckerstrukturen von Säugetieren, Pflanzen und Insekten, als auch von Nematoden und Trematoden synthetisiert. Das Schneckensystem gibt zum ersten Mal die Möglichkeiten alle diese Variationen gleichzeitig zu untersuchen. Ein Verständnis der genauen Abläufe hier, zum Beispiel warum eine bestimmte Zuckerstruktur an einem bestimmten Protein auftritt, führt zu einer enormen Wissenserweiterung über die Regulation der Glykosylierungen im Allgemeinen. Die genaue Kenntnis der Regeln dieses komplexen Glykosylierungssystems wird ein wertvolles Werkzeug bei der Produktion von korrekt glykosylierten rekombinanten pharmazeutischen Produkten darstellen. Weiters bietet das Schneckensystem zum ersten Mal die Möglichkeit auf sicherem Weg Strukturen zur Stimulierung des Immunsystems herzustellen, die analog zu jenen in pathogenen Nematoden sind. Die Identifizierung von Schnecken-typischen Glykoproteinen, die spezielle Funktionen beim Überleben oder bei der Reproduktion haben und die nicht in anderen Organismen vorkommen, wären mögliche Ziele zur Schädlingsbekämpfung. Die Inhibition von Säugetier-untypischen Enzymen wäre ein interessanter Weg die Schneckenpopulation ohne den Einsatz von großen Mengen an Chemikalien zu reduzieren.