Der Oligosaccharyltransferase-Komplex von Pflanzen

Glykosylierung zählt zu den häufigsten Formen der Proteinmodifizierung in allen Eukaryonten. Die proteingebundenen Zuckerketten beeinflussen zahlreiche biologische Prozesse und sind damit essenziell für die Entwicklung von Organismen und deren Anpassungan veränderte Umweltbedingungen. Die Übertragung eines speziellen Oligosaccharides erfolgt während der Proteinbiosynthese in einem bestimmten Bereich der Zelle, dem sogenannten endoplasmatischen Retikulum (ER). Im ER spielt das übertragene Oligosaccharid eine kritische Rolle bei der Faltung und Qualitätskontrolle von Proteinen. Für den Transfer des Oligosaccharides auf die wachsende Polypeptidkette ist die Oligosaccharyltransferase (OST), ein aus mehreren Untereinheiten bestehender Membranproteinkomplex, verantwortlich. Im Gegensatz zu anderen Organismen ist dieser OST- Komplex in Pflanzen kaum untersucht. In Vorarbeiten wurden Hinweise gefunden, die auf eine unterschiedliche Zusammensetzung und Funktion des OST-Komplexes in Pflanzen schließen lassen. Ziel dieses Projektes ist es, den OST-Komplex der Modellpflanze Arabidopsis thaliana und den zugrundeliegenden Mechanismus für diese spezifische Proteinglykosylierung zu erforschen. Um den Prozess zu verstehen, ist es nun notwendig, die einzelnen Untereinheiten des OST-Komplexes mittels molekularbiologischer und biochemischer Methoden zu erkunden. Die Ergebnisse aus dem Projekt werden das Verständnis dieses essenziellen, zellulären Prozesses wesentlich verbessern und können zu neuen Strategien führen, um Pflanzen für biotechnologische Anwendungen besser nutzbar zu machen.

Glykosylierung zählt zu den häufigsten Formen der Proteinmodifizierung in allen Eukaryonten. Die proteingebundenen Zuckerketten beeinflussen zahlreiche biologische Prozesse und sind damit essenziell für die Entwicklung von Organismen und deren Anpassung an veränderte Umweltbedingungen. Die Übertragung einer speziellen Zuckerkette erfolgt während der Proteinbiosynthese in einem bestimmten Bereich der Zelle, dem sogenannten endoplasmatischen Retikulum (ER). Im ER spielt das übertragene Oligosaccharid eine kritische Rolle bei der Faltung und Qualitätskontrolle von Proteinen. Für den Transfer des Oligosaccharides auf die wachsende Polypeptidkette ist die Oligosaccharyltransferase (OST), ein aus mehreren Untereinheiten bestehender Membranproteinkomplex, verantwortlich. Im Gegensatz zu anderen Organismen ist dieser OST-Komplex in Pflanzen kaum untersucht. In Vorarbeiten wurden Hinweise gefunden, die auf eine unterschiedliche Zusammensetzung und Funktion des OST-Komplexes in Pflanzen schließen lassen. In diesem Projekt wurde der OST- Proteinkomplex der Modellpflanze Arabidopsis thaliana erforscht. Es wurde die biologische Funktion einer bisher unbekannten OST-Untereinheit erforscht und Unterschiede in der Zusammensetzung von unterschiedlichen OST-Komplexen entdeckt, die einen Rückschluss über die zugrundeliegenden Mechanismen für diese spezifische Modifikation von Proteinen ermöglichen. Die Charakterisierung des pflanzlichen OST-Komplexes ermöglicht es uns, molekulare Werkzeuge weiterzuentwickeln, um die Glykosylierung von Proteinen gezielt zu verbessern. Diese Erkenntnisse und entwickelten Methoden sind für zukünftige biotechnologische Anwendungen von großem Interesse, da Pflanzen zunehmend von der Industrie zur Herstellung rekombinanter Glykoproteine für therapeutische oder prophylaktische Zwecke genutzt werden.