Kurzfassung

Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Motoneuronenerkrankung, die zum Teil durch Mutationen im Gen der Cu-Zn-Superoxiddismutase (SOD1) verursacht wird. SOD1 ist ein zytosolisches Enzym zur Abwehr von oxidativem Stress und ist als Homodimer aktiv. Die schädliche Wirkung der Mutanten wird durch eine (oder mehrere) zusätzliche, bisher unbekannte toxische Eigenschaft(en) vermittelt. Zudem ist nicht bekannt, ob die primären Schädigungen durch Monomere oder Dimere, die aus zwei...Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Motoneuronenerkrankung, die zum Teil durch Mutationen im Gen der Cu-Zn-Superoxiddismutase (SOD1) verursacht wird. SOD1 ist ein zytosolisches Enzym zur Abwehr von oxidativem Stress und ist als Homodimer aktiv. Die schädliche Wirkung der Mutanten wird durch eine (oder mehrere) zusätzliche, bisher unbekannte toxische Eigenschaft(en) vermittelt. Zudem ist nicht bekannt, ob die primären Schädigungen durch Monomere oder Dimere, die aus zwei mutanten oder mutanten und Wildtyp SOD1 (^WTSOD1) Proteinen bestehen, vermittelt werden.
Im Rahmen einer Förderung durch die Carl-Zeiss-Stiftung (Promotionsstipendiatin: Anna Weichert) soll untersucht werden, ob die Toxizität von mutanter SOD1 durch eine ungewöhnliche enzymatische Aktivität und/oder durch die Aggregation dieser Proteine hervorgerufen wird. Dazu haben wir Konstrukte hergestellt, in denen zwei SOD1-Monomere durch ein Peptid kovalent verbunden sind, so dass Homo- und Heterodimere von ^WTSOD1 und mutanter SOD1 (z.B. ^G85RSOD1) entstehen. Solche Heterodimere entstehen vermutlich auch im Patienten, da beide Formen des Proteins gebildet werden. Die Expression dieser Fusionsproteine in Zellen zeigte, dass mutante Homodimere, im Gegensatz zu Heterodimeren, sehr stark aggregieren, diese aber für Zellen schädlicher sind.


Im vorliegenden Antrag sollen die biochemischen und biophysikalischen Eigenschaften der Fusionsproteine näher charakterisiert werden. Dazu werden die Dimerproteine in einem eukaryontischen Expressionsystem exprimiert, dann aufgereinigt und anschließend in vitro analysiert. Insbesondere sollen dabei die unterschiedlichen enzymatischen Aktivitäten der Homo- und Heterodimere untersucht werden, die möglicherweise die toxische Eigenschaft mutanter SOD1 Proteine darstellen. Zusätzlich soll ein neues in vivo-Modellsystem etabliert werden, um die Toxizität der Dimerkonstrukte zu überprüfen. Dazu werden die Dimerproteine im Fadenwurm c. elegans unter der Regulation eines Hitze induzierbaren Promotors systemisch exprimiert. Dieses Modell ermöglicht dann auch die Testung möglicher protektiver Substanzen, die gezielt gegen Homo- oder Heterodimere entwickelt wurden.


» weiterlesen» einklappen