Funktionsanalyse der Glykosylierung von S-Schichtproteinen (P15612-MOB)
Abstract
Das Ziel des beantragten Forschungsprojekt ist eine vollständige und detaillierte Beschreibung der im S-Schichtglykan-Biosynthesecluster des thermophilen, Gram-positiven Bakteriums Geobacillus stearothermophilus NRS 2004/3a vorliegenden Gene. Die Arbeiten umfassen die Charakterisierung der verschiedenen Glykosyltransferasen sowie der weiteren, am Aufbau des S-Schichtglykoproteinglykans beteiligten Enzyme. Zusätzlich soll zum erstenmal die Wechselwirkung zwischen der Synthese des S-Schichtproteins von G. stearothermophilus NRS 2004/3a, welches durch das von uns kürzlich identifizierte Gen sgsE codiert wird, und der durch den S-Schichtglykan-Biosynthesecluster definierten Glykosylierung bei der Proteinexpression untersucht werden. Diese Arbeiten stellen die Voraussetzung für die geplanten biomedizinischen und biotechnologischen Anwendungen des S-Schichtglykoproteins von G. stearothermophilus NRS 2004/3a dar. Zum einen soll versucht werden, durch gezielte Modifikationen, wie die Ausschaltung (Knock-out) einzelner Gene, die Glykosylierung des S-Schichtproteins zu verändern und auch die Mikroheterogenität bei der Kettenlängeverteilung der S-Schichtglykane zu beeinflussen. Durch das Einbringen des Heptose-Operons von Aneurinibacillus thermoaerophilus DSM 10155 in eine Mutante von G. stearothermophilus NRS 2004/3a, welche verkürzte Glykanketten besitzt, soll versucht werden, die sich ausbildenden Glykanstrukturen zu modifizieren. Mit der Herstellung eines derartigen Modell-S-Schichtneoglykoproteins wäre die prinzipielle Möglichkeit der Produktion von rekombinanten, potentiell medizinisch relevanten, Glykoproteinen im bakteriellen System aufgezeigt. In der Folge könnten auch andere medizinisch bedeutsame Zuckerrezeptorstrukturen hergestellt und als S-Schichtneoglykoproteine exprimiert werden. Durch die vorgeschlagenen Untersuchungen wird die Basis für eine breite Anwendung von S-Schichtneoglykoproteinen als wichtige Zielstrukturen in Biomedizin und Nanotechnologie geschaffen. Da Bakterien relativ einfach kultivierbar sind und mit diesem System mögliche Probleme bei der Glykosylierung von Proteinen umgangen werden, bietet die Herstellung von rekombinanten, bakteriellen S-Schichtneoglykoproteinen eine interessante Alternative zur Produktion von Glykoproteinen in Zellkulturen mit eukaryotischen Zellinien.
dx.doi.org
Mitarbeiter*innen
Paul Messner
Ao.Univ.-Prof.i.R. Dipl.-Ing.Dr.nat.techn. Paul Messner
paul.messner@boku.ac.at
Projektleiter*in
01.08.2002 - 31.07.2004
Christina Schäffer
Univ.Prof. Dipl.-Ing.Dr.nat.techn. Christina Schäffer
christina.schaeffer@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-80203
Projektmitarbeiter*in
01.08.2002 - 31.07.2004
BOKU Partner
Externe Partner
University of South Carolina
Prof. Dr. Alvin Fox
Partner