Mechanistic insights into endoplasmic reticulum-associated degradation pathway of glycoproteins in plants
Abstract
Glykosylierung zählt zu den häufigsten Formen der Proteinmodifizierung in allen Eukaryonten. Die proteingebundenen Zuckerketten beeinflussen zahlreiche biologische Prozesse und sind damit essenziell für die Entwicklung von Organismen wie auch für deren Anpassung an veränderte Umweltbedingungen. Die Übertragung dieser Zuckerketten (N-Glykane) erfolgt in einem bestimmten Bereich der Zelle, dem sogenannten endoplasmatischen Retikulum (ER). Im ER spielen die N-Glykane eine kritische Rolle bei der Faltung von Proteinen. Bei diesem lebenswichtigen zellulären Prozess kann es zur Bildung von unvollständig gefalteten oder fehlerhaften Proteinen kommen, die entfernt werden müssen, um das Gleichgewicht der Zelle zu erhalten. Zellen haben aus diesem Grund ein komplexes System der Qualitätskontrolle und einen spezifischen Proteinabbauprozess (ERAD-Prozess) entwickelt. Dieser selektive Prozess verhindert die Anhäufung von veränderten Proteinen sowie deren Transport an den Wirkort, wo sie die Zelle und den ganzen Organismus schädigen können. Für das Erkennen und Aussortieren „falscher“ Glykoproteine ist beim ERAD-Prozess konkret die Herstellung einer bestimmten Zuckerstruktur an falsch gefalteten Glykoproteinen von entscheidender Bedeutung. Im Gegensatz zu anderen Organismen sind in Pflanzen diese Qualitätskontrolle und der spezifische Proteinabbauprozess kaum untersucht. Ziel dieses Projektes ist es, den Mechanismus für den selektiven Abbau von fehlgefalteten Glykoproteinen in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu erforschen. In Vorarbeiten wurden die beteiligten Proteine und die charakteristische Zuckerstruktur identifiziert. Um den Prozess zu verstehen, ist es nun notwendig, das genaue Zusammenspiel der einzelnen Faktoren mittels molekularbiologischer und biochemischer Methoden zu erkunden. Die Ergebnisse aus dem Projekt werden das Verständnis dieses essenziellen zellulären Systems wesentlich verbessern und können zu neuen Strategien führen, um Pflanzen resistenter gegen schädliche Umwelteinflüsse zu machen, welche die weltweite Pflanzenproduktion gefährden.
Glykosylierung Endoplasmatisches Retikulum Proteinqualitätskontrolle Proteinabbau Arabidopsis thaliana
Publikationen
Mitarbeiter*innen
Richard Strasser
Assoc. Prof. Dr. Richard Strasser
richard.strasser@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-94345
Projektleiter*in
01.09.2015 - 31.10.2019