Die biologische Funktion von Sialidase-Enzymen
Sialidasen oder Neuraminidasen zählen zu der Familie hydrolytischer Enzyme, welche Sialinsäure-Kohlenhydrat-Modifikationen aus Glykolipiden, Glykoproteinen und Oligosacchariden entfernen. Bis zum heutigen Zeitpunkt sind vier Säugetier-Sialidasen geklont worden, eine lysosomale Form (Neu1), eine zytosolische Form (Neu2), eine plasmamembranassoziierte Form (Neu3) und eine lysosomale/mitochondriale Form (Neu4). Beim Menschen befindet sich die höchste Konzentration von Sialinsäure im Gehirn, wo diese an der neuronalen Übertragung beteiligt ist. Es wurde vorgeschlagen, dass Sialinsäure daran beteiligt ist, an der Oberfläche eine negative Ladung aufrecht zu erhalten und die Flüssigkeitsaufnahme zu erleichtern. Die Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts CATABOLIC SIALIDASES (Understanding the roles of mammalian sialidases in glycolipid catabolism) waren daran interessiert, die Bedeutung der Säugetier-Sialidase Neu1 bei der Glykolipiddegradation zu definieren. Zu diesem Zweck wurden in Neu1 Knockout-Mäuse gezüchtet und mit Tieren gekreuzt, welchen Hexosaminidase A (HEXA) fehlt, das Gen, das an der Tay-Sachs-Krankheit beteiligt ist. Ein Fehlen von HEXA senkt die Hydrolyse bei GM2-Gangliosiden, welche sich an Neuronen ansammeln und Neurodegenerationen verursachen. Ferner züchteten Wissenschaftler Tiere ohne HexA, Neu1 und Neu4 und analysierten die Hirngangliosiden durch eine Dünnschichtchromatographie. Es wurde ein verändertes Gangliosidmuster bei Double- und Triple-Knockout-Mäusen im Vergleich zu Single-Knockout (HexA, Neu4 oder Neu1)-Mäusen beobachtet. Weitere biochemische Analysen durch Massenspektrometrie, immunhistochemische und molekulare biologische Analysen im Hirngewebe dieser Tiere führten zu interessanten Beobachtungen. Insgesamt kam das Projekt CATABOLIC SIALIDASES einer Definierung der funktionalen Wirkung von Sialidasen auf die komplexen physiologischen und zellulären Prozesse einen Schritt näher. Eine Entschlüsselung der biologischen Bedeutung von sialidaseanfälligen Sialinsäuren für Glykoproteine und Glykolipide sollte sich bei der Gestaltung von Maßnahmen gegen sialidaseassoziierte Erkrankungen als nützlich erweisen.
Schlüsselbegriffe
Sialidase, Neuraminidase, Neu1, Gehirn, HEXA, Tay-Sachs-Krankheit, GM2-Ganglioside
