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Protein N-Glykosylierung: Biosynthese des Lipid-Core-Oligosaccharids in Saccharomyces cerevisiae und Mensch

Subject Area Biochemistry
Term from 2005 to 2010
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 19903762
 
Final Report Year 2010

Final Report Abstract

Die N-Glykosylierung von Proteinen im Endoplasmatischen Retikulum und Golgi-Apparat ist die häufigste und zugleich komplexeste Modifikation von Proteinen. Sie ist in der Evolution vom dem Einzeller Hefe bis hin zum Menschen hoch konserviert. Hefe kann somit modellhaft zur Aufklärung dieses Stoffwechselweges dienen. Die Synthese der N-Glykanketten beginnt mit der Assemblierung des sog. Lipid-Core-Oligosaccharids Glc3Man9GlcNAc2-PP-Dolichol (LLO). Der Glykanrest wird dann auf bestimmte Asparaginreste.der Konsensussequenz Asn-X-Ser/Thr (X ≠ Pro) der nascierenden Polypeptidkette durch den Oligosaccharyltransferase-Komplex (OST) übertragen und im Golgi zur reifen, proleinspezifischen terminalen Kohlenhydratstruktur prozessiert (Burda und Aebi, 1999; Yan and Lennarz, 2005; Lehle et al. 2006). Wir haben in dem Projekt versucht, mithilfe der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae einen Beitrag zum Verständnis der hoch konservierten Reaktionsschritte der N-Glykosylterung im ER zu leisten. Wir konnten dabei bisher noch nicht charakterisierte frühe Glykosylierungsschritte molekular und biochemisch aufklären. Daneben gelang es uns, diesen Modellorganismus auch für die Aufklärung von bisher unbekannten genetischen Defekten der Lipid-Oligosaccharidsynthese beim Menschen, dem sog. CDG, Congenital Disorders of Glycosylation, erfolgreich einzusetzen.

Publications

  • (2005) Biosynthesis of lipid-linked Oligosaccharides in Saccharomyces cerevisiae. Alg13 and Alg14 form a complex required for the formation of GlcNAc2-PP-Dolichol. J. Biol. Chem. 280, 34500-34506
    Bickel, T., Lehle, L., Schwarz, M., Aebi, M., Jakob, C.A.
  • (2006) Protein Glycosylation, Conserved from Yeast to Man: A Model Organism Helps Elucidate Congenital Human Diseases. Angew. Chem. Int. Ed 2006,45,6802-6818
    Lehle, L., Strahl, S., Tanner, W.
  • (2007) Biosynthese von Dolicholpyrophosphat-Chitobiose in Saccharomyces cerevisiae: Identifzierung und biochemische Charakterisierung von Alg13 und Alg14 als Untereinheiten eines neuartigen, dimeren Glyckosyltransferase-Komplexes
    Bickl, T
  • (2008) Identification of the gene encoding the α1,3-mannosyltransferase (ALG3) in Arabidopsis and characterization of downstream N-glycan processing. Plant Cell. 20, 1652-1664
    Henquet, M., Lehle, L., Schreuder, M., Rouwendal, G., Molthoff, J., Helsper, J., van der Krol, S., Bosch, D.
  • (2009) Biochemical characterization and membrane topology of Alg2 from Saccharomyces cerevisiae as a bifunctional α1,3-/1,6-mannosyltransferase involved in lipid-linked oligosaccharide biosynthesis. J. Biol. Chem. 284, 11900-11912
    Kämpf, M., Absmanner, B., Schwarz, M. and Lehle, L.
  • (2009) Deficiency of Dol-P-Man synthase subunit DPM3 bridges the congenital disorders of glycosylation with dystroglycanbpathies. Am. J. Hum. Genet. 85, 1-11
    Lefeber, D.J., Schönberger, J., Morava, E., Guillard, M., Verrijp, K., Grafakou, O., Evangeliou, T., Manta, P., Yildiz, J., Grünewald, S., Ashida, H., Klein, D., Hess, D., Hofsteenge, J., Maeda, Y., van den Heuvel, L., Lammens, M., Lehle, L. and Wevers, R.A.
  • (2010) A severe human metabolic disease caused by deficiency of the endoplasmatic mannosyltransferase hALG11 leads to Congenital Disorders of Glycosylation Ip. Human Molecular Genetics, 19, 1413-1424
    Rind, N., Schmeiser, V., Thiel, C., Absmanner, B., Lübbehusen, J., Hocks, J., Apeshiotis, N., Wilichowski, E., Lehle, L., Körner, C.
  • (2010) Biochemical characterization, membrane association and identification of amino acids essential for function of Alg11 from Saccharomyces cerevisiae, an α1,2-mannosyltransferase, catalyzing two sequential glycosylation steps in the formation of the lipid-linked core oligosaccharide. Biochem. J. 426, 205-218
    Absmanner, B., Schmeiser, V., Kämpf, M., Lehle, L.
 
 

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