Fukosyl- und Xylosyltransferasen, die an der Glykanbiosynthese in Gastropoden beteiligt sind

Gastropoden sind in manchen Bereichen der Biotechnologie Hoffnungsträger, aber sie sind auch Zwischenwirte von Pathogenen oder Schädlinge in der Landwirtschaft. Aus allen diesen Gründen ist es besonders wichtig ihr Glykosylierungspotential genau zu kennen. Dazu müssen einerseits ihre Glykanstrukturen analysiert werden, und andererseits die an der Glykosylierung beteiligten Enzyme untersucht werden. Basierend auf unseren früheren Projekten, die sich mit der Analyse von N-Glykanen beschäftigt haben, wissen wir, dass die Gastropoden in ihren Glykanstrukturen Elemente von Säugern, Pflanzen, Insekten und Nematoden miteinander kombinieren. Besonders die Fukosylierung und die Xylosylierung zeigen eine hohe Variabilität. Von anderen Organismen ist bekannt, dass gerade diese Zucker eine bedeutende Rolle in Glykan - basierenden Erkennungsprozessen spielen. Ihre Gegenwart oder Abwesenheit ist in manchen Fällen ausschlaggebend für die Funktion oder die Bindung. Diese Glykanmodifikationen sind einerseits von dem Vorhandensein der entsprechenden aktivierten Substrate abhängig, und andererseits, von der Expression der entsprechenden Fukosyltransferasen und der Xylosyltransferase. Bisher wurden zwar in Schneckengeweben einige dieser Enzyme nachgewiesen, aber noch niemals kloniert, oder im Detail mit den entsprechenden Enzymen von anderen Organismen verglichen. Das Ziel dieses Projekts ist die Reinigung und Charakterisierung der folgenden Enzyme, die für die Modifikation von N-Glykanen in Schnecken verantwortlich sind: der Core α1,6-Fukosyltransferase, der Core α1,3-Fukosyltransferase, der α1,3-Fukosyltransferase, die terminale Zucker fukosyliert, der α1,2-Fukosyltransferase, die terminale Zucker fukosyliert und der β1,2-Xylosyltransferase. Die Enzyme sollen mit spezifischen Assays nachgewiesen werden. Darauf folgt die Etablierung einer cDNA Bibliothek in einem Expressionsvektor, welcher dann in Wirtszellen eingebracht wird. Die transfizierten Zellen, die die funktionelle cDNA der gewünschten Enzyme enthalten, können nun mit Antikörpern oder Lektinen erkannt werden und aufgrund der modifizierten Glykane an ihrer Oberfläche isoliert werden. Die Gastropodenenzyme werden dann mit bereits bekannten analogen Enzymen bezüglich ihrer Substratspezifität und anderer biochemischer Parameter verglichen. Die detaillierte Kenntnis des Verhaltens dieser Enzyme, die so wichtig für die Bindung und die Signalweitergabe sind, wird helfen, das Wissen über die Glykosylierung in wirbellosen Tieren zu vertiefen. Im Zuge dieses Projekts werden zum ersten Mal rekombinante Fukosyl- und Xylosyltramsferasen aus Gastropoden hergestellt.