Lysosomale Sphingomyelinase und Ceramidase: Strukturaufklärung, Pathobiochemie von Sphingolipidosen und Signaltransduktion

• Antragsteller: Professor Dr. Konrad Sandhoff
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5433810

Sphingomyelin der Plasmamembran wird nach Endozytose in den Lysosomen von der sauren Sphingomyelinase (aSMase) zu Ceramid (Cer) und dieses von der sauren Ceramidase (aCerase) in Gegenwart der Aktivatoren SAP-C und -D zu Sphingosin abgebaut. Ceramid, Sphingosin und sein Folgeprodukt Sphingosin-1-phosphat sind Signalmoleküle, deren Funktionen weitgehend unklar sind. Erbliche Defekte der aSMase und aCerase verursachen- abhängig von den jeweils verbleibenden Rest-Enzymaktivitäten- die verschiedenen neuronalen und visceralen Verlaufsformen der Niemann-Pick bzw. Farber Erkrankung. Ein Gen Knock-out der aCerase ist in Mäusen embryonal letal. Zur Funktionsanalyse beider Enzyme und ihrer neutralen Isoenzyme sollen verschiedene knock-out Zelllinien mit Hilfe von uns weiterentwickelter RNAi Methoden sowie eine konditionale knock-out Maus hergestellt werden. Die Expression der aCerase und ihres inaktiven Vorläufers dient ihrer Kristallisation und Röntgenstrukturanalyse sowie biophysikalischen Untersuchungen, die zur Analyse der Krankheitsursachen auch an Patientenenzymen durchgeführt werden sollen. Die Synthese von Analoga eines von uns neu gefundenen lipophilen Inhibitors soll chemische Chaperone der sauren Sphingomyelinase generieren, die die korrekte Faltung von faltungslabilen varianten Patientenenzymen unterstützen, und diese vor einem vorzeitigen Abbau bewahren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen