Proteomics

Zusammenhang von Transportprotein mit Parkinson-Erkrankung

Wenn Abläufe in menschlichen Zellen nicht reibungslos funktionieren, kann dies schwerwiegende Folgen haben. Bei der neurodegenerativen Erkrankung Parkinson zum Beispiel sammelt sich in den Nervenzellen das Protein α-Synuclein an, weil der Abbau gestört ist. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Biochemischen Institutes der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben jetzt herausgefunden, wie sich der Transport und Abbau dieses Proteins steuern lässt.

Wenn LIMP-2 (rot angefärbt) in Nervenzellen vorhanden ist, sammelt sich nicht so viel α-Synuclein (grün angefärbt) an. Im Gegensatz dazu sammelt sich in einer Zelle, aus der LIMP-2 experimentell entfernt wurde, viel α-Synuclein an. (Copyright: Biochemisches Institut, CAU)

α-Synuclein ist ein kleines, lösliches Protein im Gehirn von Wirbeltieren. Bei Patientinnen und Patienten, die an Parkinson leiden, sammelt sich dieses in den Nervenzellen an. "Wir konnten zeigen, dass der Verlust von LIMP-2, eines Membranproteins des Lysosoms, die Ablagerungen von unlöslichem, fehlgefaltetem α-Synuclein im Gehirn begünstigt", erklärt Dr. Judith Blanz, die zusammen mit Prof. Paul Saftig, PD. Dr. Michael Schwake, Dr. Michelle Rothaug und Friederike Zunke federführend an der Studie beteiligt war.

Lysosomen sind Bestandteile von Zellen, die wie eine Art Magen größere Moleküle, zum Beispiel Fette, abbauen. Dafür zuständig sind Enzyme. Das Membranprotein LIMP-2 bindet ein solches Enzym, die β-Glucocerebrosidase, und transportiert es in das Lysosom. Fehlt LIMP-2, dann kann das Enzym nicht an der richtigen Stelle arbeiten. Als Folge lagern sich Fette im Lysosom ab, die verhindern, dass α-Synuclein abgebaut wird.

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"Interessanterweise konnten wir feststellen, dass eine Erhöhung von LIMP-2 sich positiv auf den Abbau von α-Synuclein auswirkt", erklärt die Biologin. Erst wenn man die genauen Zusammenhänge in der Zelle kennen würde, könne man gezielt in diesen zellulären Transportweg eingreifen. In kommenden Studien will sie zusammen mit Kolleginnen und Kollegen nach Möglichkeiten suchen, die Bindung des Enzyms an das Transportprotein LIMP-2 so zu verändern, dass es sich positiv auf den Abbau von α-Synuclein auswirkt. "Unsere Erkenntnisse eröffnen jetzt ganz neue Ansätze für die Behandlung von der Parkinson-Erkrankung."

Originalpublikation:
LIMP-2 expression is critical for β-glucocerebrosidase activity and α-synuclein clearance, Michelle Rothaug et al., PNAS, Oktober 2014.

Kontakt:
Dr. Judith Blanz
Biochemisches Institut
E-Mail: jblanz@biochem.uni.kiel.de

Dr. Ann-Kathrin Wenke
Dekanat der Medizinischen Fakultät
E-Mail: wenke.dekanat@med.uni-kiel.de

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