Funktionelle Analyse des murinen 66.3-kDa-Proteins

Abstract

Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand das 2005 erstmals beschriebene murine lysosomale Matrixprotein 66.3-kDa-Protein. Die Interaktion des 66.3-kDa-Proteins mit der lysosomalen Aspartylprotease Cathepsin D, welche während der ausführlichen molekularen Charakterisierung vermutet wurde, konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit mit verschiedenen Interaktionsstudien (Ko-Immunpräzipitation, Pepstatin-A-Chromatographie, Vernetzung mit heterobifunktionalen Quervernetzern) bestätigt werden. Das zuvor beschriebene Prozessierungsmuster für das 66.3-kDa-Protein konnte durch die Identifizierung eines weiteren Fragments mittels MALDI-TOF-MS/PMF und Western-Blot-Untersuchungen vervollständigt werden. Die Prozessierung des 66.3-kDa-Proteins stellt sich demnach als zweistufiger autokatalytischer Prozess dar. Die drei entstandenen Fragmente bleiben nicht-kovalent miteinander verknüpft und stellen vermutlich die aktive Form des 66.3-kDa-Proteins dar. Zudem konnte mittels Gelfiltration und Querv! ernetzung gezeigt werden, dass je zwei 66.3-kDa-Proteine als funktionell stabiler Homodimer aus jeweils 2-3 Untereinheiten vorliegen. Durch Kristallisation des 66.3-kDa-Proteins konnten Röntgenbeugungsmuster generiert werden, mit deren Hilfe die dreidimensionale Struktur des Proteins aufgelöst wurde. Der Vergleich der dreidimensionalen Struktur des 66.3-kDa-Proteins mit bereits bekannten Proteinstrukturen konnte auf Grund der charakteristischen Anordnung der Peptidkette in einer αββα-Konformation die Zugehörigkeit des 66.3-kDa-Proteins in die Superfamilie der Ntn-Hydrolasen (Enzymklasse 3.5.1) zeigen und eine hydrolytische Funktion im Lipid-Stoffwechsel bei der Spaltung von linearen, nicht-peptidischen Amidbindungen vorhersagen. Mögliche Substrate für das 66.3-kDa-Protein wären somit u. a. verschiedene N-Acylethanolamide oder Sphingosine, sowie hydrophobe Proteinmodifikationen mit Amidbindungen wie die N-Myristoylierung, Glypiation oder Lysin-Acetylierung.