Targetsequenzen der humanen O-Mannosyltransferase (POMT1/POMT2) in der O-Mannosylierung der alpha-Dystroglykan-Mucindomäne
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Um Einblick in die in vivo-Initiierung der O-Mannosylierung in Säugerzellen zu erhalten, wurden rekombinante Glykosylierungssonden, die auf Teilsequenzen der menschlichen alpha- Dystroglykan-Mucindomäne basieren, in Epithelzellen (HEK-293) exprimiert. Wir konnten zeigen, dass die Orte der O-Mannosylierung bevorzugt in Ser/Thr-Clustern liegen, die von basischen Aminosäuren flankiert werden. Die Protein-0-Mannosylierung war nach unseren strukturchemischen (ortsspezifischen) Untersuchungen unabhängig vom Vorliegen einer Konsensus-Sequenz, aber in strikter Weise abhängig vom Vorhandensein einer N-terminal gelegenen (cis-lokalisierten) Peptidsequenz. Die ca. 40 Aminosäuren umfassende Sequenz konnte nicht durch andere N-terminal placierte Peptide ersetzt werden, war jedoch als alleiniger Induktor der O-Mannosylierung nicht hinreichend, da sie in Hybrid-Fusionsproteinen die O-Mannosylierungskapazität nicht auf Substrate wie die MUCl-Mucindomäne übertragen kormte. Die vorgelegte in vivo-Evidenz steht im Widerspruch zu einer Publikation, die eine 18-mere Konsensus-Sequenz auf der Grundlage von in vitro-Experimenten als hinreichend berichtet. Wir konnten zeigen, dass die gesamte Peptidregion p377-417 notwendig, aber auch ausreichend ist, um die O-Mannosylierung des humanen alpha-Dystroglykans zu initiieren. Da dies für andere Substrate, wie das humane MUCl, nicht gilt, kann von einer zweifachen Kontrolle der O-Mannosylierung in Säugerzellen ausgegangen werden, die einen höheren Grad an Spezifität der Modifikation bedingt und sich dadurch von anderen Glykosylierungsformen unterscheidet, die weitgehend von Strukturparametern in der Umgebung der Glykosylierungsposition bestimmt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2008) Glucuronic acid can extend O-linked core 1 glycans, but it contributes only weakly to the negative surface charge of Drosophila melanogaster Schneider-2 cells. FEBS-Lett. 582, 1593-1598
Breloy, I., Schwientek, T., Lehr, S., Hanisch, F.-G.
- (2008) Initiation of mammalian O-marmosylation in vivo is independent of a consensus sequence and controlled by peptide regions within and upstream of the alpha-dystroglycan mucin domain. J. Biol. Chem. 283, 18832-18840
Breloy, I., Schwientek, T., Gries, B., Razawi, H., Macht, M., Albers, C , Hanisch, F.-G.
- (2009) Protein-specific glycosylation: Signal patches and cis-controlling peptidic elements. Biol. Chem. 390, 107-115
Hanisch, F.-G. and Breloy, I.
