Untersuchung der Nutzung unterschiedlicher Transkriptionsstartpunkte für mRNA von humanem Kathepsin D unter dem Einfluß von Calcitriol

In der vorliegenden Arbeit wurden die Transkriptionsstartstellen für mRNA von humanem Kathepsin D unter dem Einfluß von Calcitriol in U937-Zellen untersucht. Zu diesem Zweck wurde die Methode der kompetitiven RT-PCR der Fragestellung entsprechend modifiziert. Die Methode der kompetitiven PCR basiert auf der kompetitiven Co-Amplifikation einer spezifischen Target-Sequenz (DNA bzw. revers transkribierte RNA) - also der zu bestimmenden Ziel-DNA-Menge - zusammen mit bekannten Mengen eines internen Standards (Kompetitor, Standard-DNA) im selben Reaktionsgefäß. Die Methode erlaubt den Nachweis kleinster Mengen von DNA bzw. RNA und zugleich deren Quantifizierung. Der dazu benötigte Kompetitor konnte mittels In-vitro-Mutagenese entwickelt werden, bis auf eine Deletion von 30 Bp ist er identisch mit der zu bestimmenden Sequenz. Es wurde mRNA aus Calcitriol-stimulierten U937-Zellen und aus Kontroll-U937-Zellen isoliert und untersucht. Mit dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß in beiden Fällen mehrere Transkriptionsstartstellen für Kathepsin D benutzt werden. Weiterhin konnte eine etwa 8-fache Steigerung der Transkriptionsrate für Kathepsin-D-mRNA unter Calcitriol-Stimulierung nachgewiesen werden. Eine schwerpunktmäßige Nutzung einer bestimmten Startstelle als Ursache für die gesteigerte Transkriptionsrate, wie dies etwa in Östrogen-stimulierten MCF7-Zellen der Fall ist, konnte nicht gezeigt werden

Congenital disorder of glycosylation Ib (CDG-Ib)

Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) sind eine Gruppe hereditärer Störungen der N-Glykosylierung. Gemeinsames Charakteristikum dieser Multisystemerkrankungen ist eine psychomotorische Retardierung. Eine Ausnahme bildet das im Rahmen dieser Arbeit entdeckte CDG-Ib. Hauptmerkmal dieser rezessiv vererbten Erkrankung ist eine exsudative Enteropathie. Eine mentale Retardierung tritt nicht auf. Neben dem Nachweis einer signifikant reduzierten Aktivität der Phosphomannose Isomerase (PMI), die zum vollständigen Fehlen von proteingebundenen Oligosacchariden führt, konnte gezeigt werden, dass die diätetische Substitution von Mannose eine wirksame Therapie darstellt. Weiterhin konnten 22 Fälle mit Phosphomannomutase (PMM) Defizienz (CDG-Ia) und 13 bislang ungeklärte CDG diagnostiziert werden. Der Vergleich mit Galaktosämie, hereditärer Fructoseintoleranz, Alkoholabusus und verschiedenen hepatischen Erkrankungen zeigte zum Teil den CDG ähnliche Elektrophoresemuster von Serumtransferrin

Characterization of the Biosynthesis, Processing and Kinetic Mechanism of Action of the Enzyme Deficient in Mucopolysaccharidosis IIIC

Heparin acetyl-CoA:alpha-glucosaminide N-acetyltransferase (N-acetyltransferase, EC 2.3.1.78) is an integral lysosomal membrane protein containing 11 transmembrane domains, encoded by the HGSNAT gene. Deficiencies of N-acetyltransferase lead to mucopolysaccharidosis IIIC. We demonstrate that contrary to a previous report, the N-acetyltransferase signal peptide is co-translationally cleaved and that this event is required for its intracellular transport to the lysosome. While we confirm that the N-acetyltransferase precursor polypeptide is processed in the lysosome into a small amino-terminal alpha- and a larger ß- chain, we further characterize this event by identifying the mature amino-terminus of each chain. We also demonstrate this processing step(s) is not, as previously reported, needed to produce a functional transferase, i.e., the precursor is active. We next optimize the biochemical assay procedure so that it remains linear as N-acetyltransferase is purified or protein-extracts containing N-acetyltransferase are diluted, by the inclusion of negatively charged lipids. We then use this assay to demonstrate that the purified single N-acetyltransferase protein is both necessary and sufficient to express transferase activity, and that N-acetyltransferase functions as a monomer. Finally, the kinetic mechanism of action of purified N-acetyltransferase was evaluated and found to be a random sequential mechanism involving the formation of a ternary complex with its two substrates; i.e., N-acetyltransferase does not operate through a ping-pong mechanism as previously reported. We confirm this conclusion by demonstrating experimentally that no acetylated enzyme intermediate is formed during the reaction

Deficiency of dolichyl-P-Man:Man7GlcNAc2-PP-dolichyl mannosyltransferase causes congenital disorder of glycosylation type Ig.

Deficiency of the endoplasmic reticulum enzyme dolichyl-phosphate mannose (Dol-P-Man):Man(7)GlcNAc(2)-PP-dolichyl mannosyltransferase leads to a new type of congenital disorder of glycosylation, designated type Ig. The patient 1 presented with a multisystemic disorder with microcephaly, developmental retardation, convulsions and dysmorphic signs. The isoelectric focusing pattern of the patient's serum transferrin showed the partial loss of complete N-glycan side chains. In skin fibroblasts from the patient, the activity of Dol-P-Man:Man(7)GlcNAc(2)-PP-Dol mannosyltransferase was severely reduced leading to the accumulation of Man(7)GlcNAc(2)-PP-Dol, which was transferred to newly synthesized glycoproteins. Sequencing of the Dol-P-Man:Man(7)GlcNAc(2)-PP-Dol mannosyltransferase cDNA revealed a compound heterozygosity for two point mutations, leading to the exchange of leucine(158) for a proline residue and a premature translation stop with loss of the C-terminal 74 amino acids. The parents were heterozygous for one of the two mutations. Retroviral expression of the wild-type Dol-P-Man:Man(7)GlcNAc(2)-PP-Dol mannosyltransferase cDNA in patient's fibroblasts normalized the mannosyltransferase activity