Untersuchungen zur Struktur und Funktion der Golgi-Zuckernucleotid-Transporter für CMP-Sialinsäure und UDP-Galactose

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Jede tierische Zelle wird durch einen Saum eng gepackter Glycanstrukturen, die Glycocalyx, begrenzt. Als Bausteine der Plasmamembran übernehmen die Glycoproteine und Glycolipide wichtige Funktionen bei zellulären Kommunikations- und Erkennungsprozessen. Die Glycane der Zelloberfläche, im besonderen die terminal positionierten Sialinsäuren, sind darüber hinaus Rezeptoren für zahlreiche virale und bakterielle Pathogene und spielen eine wichtige Rolle für das Wachstums- und das Metastierungsverhalten von Tumoren. Die Entwicklung von pharmakologisch aktiven Substanzen, die die Glxcosylierungsmuster von Zellen dauerhaft (z.B. im Tumor) oder zeitlich limitiert (z.B. im Sinne einer Infektionsbarriere) verändern, ist ein wichtiges Ziel der pharmazeutischen Forschung. Ein potentieller Angriffspunkt für Wirkstoffe mit modulatorischem Einfluß auf die Glycosylierungsmuster der Zellen sind die Zuckernucleotid-Transpor- ter, deren Funktion die Bereitstellung aktivierter Zucker in den Reaktionsraum der Glycosyltransferasen, in das Lumen der Golgi-Zisternen ist. Die Existenz der Zuckernucleotid-Transpor- ter ist seit vielen Jahren biochemisch nachgewiesen, die Isolierung und molekulare Charakterisierung ist dagegen ein Ergebnis der jüngsten Zeit.In meinem Labor wurde der erste Zuckernucleotid-Transporter einer Säugerzelle kloniert. Über komplementierende Expressionsklonierung in einer somatischen CHO (Chinese Hamster Ovary) Mutante der Komplementationsgruppe Lec2, wurde der Cytidin-5`- Monophosphat-Sialinsäure-Transporter (CMP-Sia-Transporter) isoliert. Mit der Kenntnis der Nucleotidsequenz des CMP-Sia- Transporters konnte die molekulare Ursache für die Ausprägung des Lec2 Phänotyps geklärt und erster Einblick in StrukturFunktions-Beziehungen des CMP-Sia-Transporters gewonnen werden.Die in diesem Antrag beschriebenen Experimente verfolgen das Ziel, weitere Zuckernucleotid-Transporter zu klonieren, die subzelluläre Lokalisation der Proteine exakt bestimmen, ihre Funktionsweise aufzuklären und so eine Basis für die Herstellung spezifisch wirksamer Pharmaka zu schaffen.