N-Glykosylierungs-Biosyntheseweg in Pflanzen

N-Glykosylierung ist eine der wichtigsten Protein Modifizierungen in Eukaryonten. Die Bildung von sogenannten komplexen N-Glykanen, die meist verbreitete Struktur, erfolgt durch eine Reihe von Enzymen in einem fein koordinierten Vorgang. Obwohl der N-Glykan Biosyntheseweg in tierischen Zellen gut untersucht ist, ist das Wissen darüber in Pflanzen lückenhaft. Neben der N-Glykan-Prozessierung sind Glykosylierungs-Enzyme von großer Bedeutung, da sie wertvolle Golgi Marker abgeben würden. Solche Marker konnten für Pflanzen bislang nicht identifiziert werden, was eine Reihe von fundamentalen zellbiologischen Untersuchungen, wie z.B. Transport von Proteinen innerhalb der Zelle, Untersuchung des Golgi Aufbaues, behindert. Ziel dieses Projektantrages ist die Aufklärung der Prozessierungsschritte von komplexen N-Glykanen im pflanzlichen Golgi Apparat. Vor allem soll untersucht werden welche Rolle die beiden Faktoren (i) Substratspezifität und (ii) räumliche Trennnung der Enzyme innerhalb des Golgi, spielen. Um diesen fundamentalen biologischen Prozess zu verstehen, müssen alle Enzyme die daran beteiligt sind gut untersucht sein. In diesem Zusammenhang wird zunächst die Golgi alpha-Mannosidase II (GMII ) kloniert und auf molekularer Ebene charakterisiert. Untersuchungen der Substratspezifitäten sollen ein Bild darüber geben, in welcher Stufe des Prozessierungweges GMII wirken kann. Diese Daten werden mit der anschließenden sub-Golgi Lokalisierung von insgesamt drei eng miteinander koordinierten Glykosylierungs Enzymen abgeglichen. Die Glykan Profile einer Reihe von k.o. Mutanten von A. thaliana bei denen jeweils ganz bestimmte Glykosylierungsenzyme inaktiviert sind, sollen einen weiteren wichtigen Hinweis auf die Rolle der einzelnen Enzyme geben. Durch drei unterschiedliche Zugänge, (i) Substratspezifität, (ii) räumliche Anordnung und (iii) Glykanmuster von k.o. Mutanten soll ein ganzheitliches Bild darüber entstehen, wie fundamentale biologische Prozesse wie die Bildung von komplexen N-Glykane in Pflanzen ablaufen. Weiters erwarten wir durch die Produktion eines GMII spezifischen Antiserums einen allgemein anwendbaren Golgi Marker in A. thaliana zu generieren.

N-Glykosylierung ist eine der wichtigsten Protein Modifizierungen in Eukaryonten. Die Bildung von sogenannten komplexen N-Glykanen, die meist verbreitete Struktur, erfolgt durch eine Reihe von Enzymen in einem fein koordinierten Vorgang. Obwohl der N-Glykan Biosyntheseweg in tierischen Zellen gut untersucht ist, ist das Wissen darüber in Pflanzen lückenhaft. Neben der N-Glykan-Prozessierung sind Glykosylierungs-Enzyme von großer Bedeutung, da sie wertvolle Golgi Marker abgeben würden. Solche Marker konnten für Pflanzen bislang nicht identifiziert werden, was eine Reihe von fundamentalen zellbiologischen Untersuchungen, wie z.B. Transport von Proteinen innerhalb der Zelle, Untersuchung des Golgi Aufbaues, behindert. Ziel dieses Projektantrages ist die Aufklärung der Prozessierungsschritte von komplexen N-Glykanen im pflanzlichen Golgi Apparat. Vor allem soll untersucht werden welche Rolle die beiden Faktoren (i) Substratspezifität und (ii) räumliche Trennnung der Enzyme innerhalb des Golgi, spielen. Um diesen fundamentalen biologischen Prozess zu verstehen, müssen alle Enzyme die daran beteiligt sind gut untersucht sein. In diesem Zusammenhang wird zunächst die Golgi alpha-Mannosidase II (GMII ) kloniert und auf molekularer Ebene charakterisiert. Untersuchungen der Substratspezifitäten sollen ein Bild darüber geben, in welcher Stufe des Prozessierungweges GMII wirken kann. Diese Daten werden mit der anschließenden sub-Golgi Lokalisierung von insgesamt drei eng miteinander koordinierten Glykosylierungs Enzymen abgeglichen. Die Glykan Profile einer Reihe von k.o. Mutanten von A. thaliana bei denen jeweils ganz bestimmte Glykosylierungsenzyme inaktiviert sind, sollen einen weiteren wichtigen Hinweis auf die Rolle der einzelnen Enzyme geben. Durch drei unterschiedliche Zugänge, (i) Substratspezifität, (ii) räumliche Anordnung und (iii) Glykanmuster von k.o. Mutanten soll ein ganzheitliches Bild darüber entstehen, wie fundamentale biologische Prozesse wie die Bildung von komplexen N-Glykane in Pflanzen ablaufen. Weiters erwarten wir durch die Produktion eines GMII spezifischen Antiserums einen allgemein anwendbaren Golgi Marker in A. thaliana zu generieren.