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Rubrik: Science Life
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Publiziert: 22.07.2005 06:00

Mechanismus der Verzuckerung weiter aufgeklärt
Auf süss trimmen

(cm) Vieles im Leben ist süss. So nimmt man beispielsweise an, dass fast die Hälfte der menschlichen Eiweisse mit verschiedenen Zuckern verbunden wird. Diese Versüssung an der Oberfläche prägt entscheidend die Eigenschaften dieser Proteine, sei es indem sie sie stabilisiert oder als Erkennungsmerkmal dient.

Ein Prozess der Verzuckerung nennt sich N-Glykosylierung, da hier ein Mehrfachzucker, auch Glykan genannt, an ein Stickstoffatom der Aminosäure Asparagin gehängt wird. Dabei wird zuerst im endoplamatischen Retikulum, einem komplexen Membransystem in der Zelle, eine Kerneinheit der Mehrfachszucker an die neu entstehenden Proteine angehängt. Forscher aus der Gruppe des ETH-Biochemieprofessors Ari Helenius konnten nun zeigen (1), wie das Protein Glukosidase II das Anhängen der Kerneinheit reguliert und wie es diese Kerneinheit auf die korrekte Form trimmt . Die Arbeit erscheint heute Freitag im Fachmagazin „Molecular Cell“ (2).

Als Erstes fanden die ETH-Wissenschaftler heraus, dass die Glukosidase I, die vorgängig zur Glukosidase II die Kerneinheit zurechtstutzt, schnell und effizient arbeitet. Dabei scheint der Glukosidase I keine Kontrollfunktion zuzukommen.


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Diese wird erst durch die Glukosidase II übernommen. So konnten die Forscher demonstrieren, dass die Aktivität dieses Proteins von verschiedenen Parametern abhängt. Ein wesentlicher Faktor für eine effektive Weiterverarbeitung besteht darin, dass mehr als ein Mehrfachzucker an sein Zielprotein gehängt sein muss. Erst unter dieser Bedingung trimmt die Glukosidase II die Kerneinheit auf die anvisierte Form. Zudem hängt die Aktivität der Glukosidase II auch davon ab, ob das neu verzuckerte Protein noch mit der Proteinherstellungsmaschinerie der Zelle assoziert ist oder nicht und von der Zeit, in der dieses der Glukosidase II ausgesetzt ist.

Insgesamt zeigen die Resultate, dass die Glukosidase II ein erster wichtiger Kontrollpunkt darstellt bei der Verzuckerung. Erst danach geht der Prozess weiter zu den molekularen Anstandsdamen im Calnexin/Calreticulin-Zyklus, wo die neuen Glykoproteine, also die Eiweisse mit der angehängten Kerneinheit der Mehrfachzucker, weiter auf ihr korrektes Auftreten hin getestet werden. Die endgültige Ausgestaltung des Zuckerkleides findet aber erst im so genannten Golgi-Apparat statt.


Fussnoten:
(1) Forschungsgruppe von Ari Helenius: www.bc.biol.ethz.ch/people/groups/arih/
(2) P. Deprez et al: "More than one glycan is needed for ER glucosidase II to allow entry of glycoproteins into the calnexin/calreticulin cycle", Molecular Cell, 19 (2), July 22, 2005



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