Aufklärung des Glykoms von Kragengeißeltierchen zur Evaluierung des Einflusses von Glykosylierungen bei der Entstehung der Multizellularität

• Antragstellerin: Dr. Ulla Gerling-Driessen
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 284615620

Viele zelluläre Prozesse wie beispielsweise Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen oder die Adhäsion von Zellen an Gewebe werden durch komplexe Glykoproteine, welche sich auf der Zelloberfläche befinden, gesteuert. Die Aufklärung solcher Glykosylierungsmuster stellt aufgrund der enormen Vielfalt der Glykan-Strukturen eine große Herausforderung an die Wissenschaft dar.Das vorschlagende Projekt befasst sich mit der Aufklärung komplexer Glykan-Strukturen in lebenden, einzelligen Organismen, den Kragengeißentierchen. Diese den mehrzelligen Lebewesen nächsten lebenden Verwanden dienen Forschern als Modellorganismen zur Untersuchung der Entstehung der Mehrzelligkeit. Im Rahmen des Projekts soll speziell die Rolle diverser Glykosylierungsmuster auf die Evolution der Multizellularität evaluiert werden. Der hier verwendete Ansatz der Charakterisierung von Glykan-Strukturen beruht auf dem Prinzip der Bioorthogonalen Markierung mit nicht natürlichen Zuckerbausteinen, welche sich massenspektrometisch analysieren lassen. Dazu werden zunächst modifizierte Glykane, welche eine Azidogruppe tragen, in das Glykom der lebenden Organismen eingebracht. In einer bioorthogonalen Kupplungsreaktion erfolgt im nächsten Schritt die Anbindung eine spezielle Sonde, die mit Bromatomen ausgestattet ist und so eine spezifische Signatur der markierten Glykoproteine im Massenspektrum erzeugt. Ein speziell entwickelter Algorithmus ermöglicht die Identifizierung der markierten Proteinfragmente aus komplexen Proteingemischen mit hoher Präzision. Ein Vorteil dieser Technik ist die Aufklärung intakter Glykoproteine in Zellen und Organismen mit unbekannter Glykan-Zusammensetzung. Die Etablierung dieses Verfahren für Systeme mit unbekanntem Glykosylierungsmuster könnte zukünftig dazu beitragen, zelluläre Veränderungen wie die Ausbildung von Tumorzellen besser aufzuklären und zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Carolyn Ruth Bertozzi