TY  - GEN
UR  - https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/7463/
N2  - Die Alzheimer Krankheit (?Alzheimer?s Disease? = AD) ist eine weitverbreitete neurodegenerative Erkrankung des Nervensystems. Von zentraler Bedeutung für die Pathogenese ist eine veränderte proteolytische Freisetzung des Amyloid-beta Peptids (Abeta) aus dem Amyloid-Vorläuferprotein (?Amyloid Precursor Protein? = APP), da die Aggregation von Abeta nach gängiger Meinung eine neuropathologische Kaskade auslöst. APP wird in der Zelle durch verschiedene als Sekretasen bezeichnete Proteasen prozessiert, wobei zwei proteolytische Szenarien möglich sind. Im nicht amyloidogenen Abbau wird APP innerhalb der Abeta-Sequenz von der beta-Sekretase geschnitten, wodurch die Entstehung des pathologischen Abeta Peptids verhindert wird. Die amyloidogene Prozessierung wird initiiert durch die Aktivität einer beta-Sekretase, die APP aminoterminal (N-terminal) von Abeta spaltet. Die Entscheidung, über welchen der beiden Proteolysewege APP abgebaut wird, wird maßgeblich durch Lipide reguliert. In beiden Prozessierungsrouten wird jeweils eine große N-terminale Domäne ins Lumen bzw. extrazellulär freigesetzt, während das resultierende carboxyterminale (C-terminale) Fragment membranverankert bleibt. Diese C-terminalen Fragmente sind Substrate für eine sogenannte beta-Sekretase. Im Falle des amyloidogenen Abbaus wird das 99 Aminosäuren (AS) lange, membrangebundene Fragment (C99) C-terminal von Abeta geschnitten und somit das Peptid aus der Membran freisetzt. Diese zweite Proteolyse ist heterogen und resultiert hauptsächlich in Abeta-Spezies mit einer Länge von entweder 40 oder 42 AS. Die APP Mutationen London und Florida führen zu einem erhöhten Abeta 42/Abeta 40 Verhältnis und verursachen eine besonders schwere Form von AD, da die Entstehung von Abeta 42, das stärker zur Aggregation neigt, der initiierende Schritt in der AD Pathogenese zu sein scheint. Die molekulare und zelluläre Basis des APP Transports, der Prozessierung und der Abeta Produktion sind jedoch noch nicht vollständig aufgeklärt.  Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung von Komponenten, die mit C99 innerhalb der Lipidmembran interagieren. In einem in vitro System mit an spezifischen Positionen photoaktivierbarem, in Mikrosomenmembranen inseriertem C99, konnte bei UV-Bestrahlung eine Quervernetzung mit Phosphoglycerolipiden beobachtet werden. Dieses Ergebnis wurde in C99-exprimierenden N2a Zellen, die mit photolabilen und radioaktiven Lipidvorstufen markiert wurden, in vivo verifiziert. So interagierten C99 Moleküle mit Lipiden, die aus einem photolabilen Derivat der Stearinsäure aufgebaut waren, nicht aber mit radioaktiven, photoaktivierbaren Derivaten von Phosphatidylcholin (PC), Sphingolipiden oder Cholesterin. Während endogenes APP in Präparationen von Detergens resistenten Membranbereichen (DRMs) zu einem geringen Prozentsatz mit DRMs assoziiert vorliegt, konnte überexprimiertes C99 nicht in DRMs nachgewiesen werden. Die subzelluläre Lokalisation von C99 ist in der Literatur sehr umstritten. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Fusionsproteine aus YFP (?yellow fluorescent protein?) oder CFP (?cyan fluorescent protein?) mit C99 in Vero Zellen im Golgi-Apparat lokalisiert sind. C99 Wildtyp und C99 mit den pathogenen Mutationen London und Florida verhielten sich in Crosslink-Experimenten, der subzellulären Verteilung und in Präparationen von DRMs identisch. In einem Markierungsexperiment von SH-SY5Y-Zellen mit photolabilen Lipidvorläufer-Molekülen wurde von den fünf Komponenten der gamma-Sekretase nur glykosyliertes Nicastrin (Nct) mit [3H]-photo-Cholesterin markiert, während mit nichtglykosyliertem Nct oder den weiteren gamma-Sekretase Untereinheiten keine Interaktion mit Cholesterin detektiert werden konnte. Reifes Nct wurde zusammen mit einem weiteren, noch nicht identifizierten Protein, mit [3H]-photo-Sphingosin markiert. Demgegenüber war die Interaktion von Nct mit [3H]-photo-Phosphatidylcholin war nur sehr schwach und zeigte keine Präferenz für reifes oder unreifes Nct. Demnach scheint mindestens eine Komponente der gamma-Sekretase eine hohe Affinität für Raft-Lipide zu haben, während C99 offensichtlich hauptsächlich außerhalb von DRMs existiert. Geringe Mengen von C99, das mit DRMs assoziiert vorliegt, könnten zur Produktion von Abeta 42 führen, was aber noch genauer untersucht werden muss.
A1  - Schmitt, Oliver
ID  - heidok7463
AV  - public
KW  - Lipid-Protein Interaktionen 
KW  -  Lipid Rafts 
KW  -  gamma-SekretaseAlzheimer's Disease 
KW  -  lipid-protein interactions 
KW  -  lipid-raft
KW  -  gamma-secretase
Y1  - 2007///
TI  - Interaktionen der molekularen Lipidumgebung mit dem Alzheimer Amyloid-Vorläuferprotein
ER  -