Forschung

Die O-Mannosylierung steht unter zweifacher Kontrolle: durch Strukturparameter der Glykosylierungspositionen und durch ein cis-lokalisiertes Peptid. Wir haben zeigen können, dass die Initiation der O-Mannosylierung des humanen alpha-Dystroglykans, über Strukturparameter der Substratstellen hinausgehend, durch ein cis-lokalisiertes Peptid kontrolliert wird (Breloy, 2008). Unter Einsatz rekombinanter Glykosylierungssonden, die Abschnitte der Mucin-Domäne und angrenzender Strukturteile des alpha-Dystroglykans umfassten und in verschiedenen Zelllinien exprimiert wurden, konnte gezeigt werden, dass keine einfache Kontrolle (Konsensus-Sequenz) der O-Mannosylierung im ER gegeben ist, sondern dass N-terminal von der Mucin-Domäne gelegene Peptidabschnitte essentiell sind.


Abbildung 1: Lage und Aminosäuresequenz des cis-lokalisierten Peptis, welche die O-Mannosylierung initiiert, sowie der Muzindomäne des alpha-Dystroglykans.

Die Lage dieser kontrollierenden Strukturelemente konnte eingegrenzt werden, jedoch konnte keine O-Mannosylierung von anderen Mucin-Domänen (MUC1) in Hybridkonstrukten mit Hilfe dieser Peptidabschnitte induziert werden.


Abbildung 2: Schematische Darstellung der rekombinant exprimierten Proteine und ihres Glykosylierungsprofils.
rot: O-Mannose und Muzintyp Glykane
blau: Muzintyp Glykane
grün: Muzintyp-Glykane auf MUC1

Neben dieser cis-Kontrolle durch einen N-terminal gelegenen Peptidabschnitt scheinen daher auch intrinsische Struktureigenschaften der Mucin-Domäne d.h. der Peptidsequenzen in Nachbarschaft putativer O-Mannosylierungsstellen wichtig zu sein. Wir konnten durch massenspektrometrische Strukturanalysen Belege dafür erbringen, dass O-Mannose vorzugsweise in Ser/Thr-Cluster eingebracht wird, die von basischen Aminosäuren flankiert werden.


Abbildung 3: Ergebnisse der Glykopeptidanalyse des O-mannosylierten Proteins hDG6. O- Mannosyliert werden hauptsächlich Serin/Threonin Cluster welche von basischen Aminosäuren umgeben sind.