Neue Komponente für Proteintransport

Foto: Zeichnung vom Transportzyklus von Proteinen

Der Import von Proteinen ins Pero-
xisom erfordert viele Komponenten.
In der Zellflüssigkeit werden peroxi-
somale Proteine (rot, Kargoproteine)
von dem Importrezeptor Pex5p
(grün) erkannt und an die peroxi-
somale Membran dirigiert;
© Abteilung für Systembiochemie,
Ruhr-Universität Bochum

Indem das Enzym eine bestimmte Signalsequenz von einem für den Transport wichtigen Protein abtrennt, recycelt es dieses Protein, sodass es eine neue Transportrunde starten kann. „Mit Ubp15p konnten wir dem Mysterium um den Transport von Proteinen in das Innere der Peroxisomen ein weiteres Geheimnis entlocken“, so Erdmann. „Diese Organellen auf molekularer Ebene zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung, um Diagnosemöglichkeiten und Therapien für Patienten mit Peroxisomen-Erkrankungen zu entwickeln, die nur selten das erste Lebensjahr überleben“.

Die Rezeptoren erkennen die für das Peroxisom bestimmten Proteine in der Zellflüssigkeit und eskortieren sie an ihren Bestimmungsort. Dort verbinden sie sich mit der Membran des Peroxisoms und bilden einen Teil des Schleusentors, durch das die Proteine ins Innere befördert werden. Damit sie anschließend erneut für den Transport zur Verfügung stehen, wird ein Exportsignal (Ubiquitin) an die Rezeptoren angeheftet, das dafür sorgt, dass sie aus der Peroxisomen-Membran gelöst werden. Unklar blieb jedoch, was danach mit dem Ubiquitin-Signal passiert.

Nun fand sein Team nun heraus, dass das Enzym Ubp15p das Exportsignal abtrennt und zu diesem Zweck mit den beiden Motorproteinen zusammenarbeitet, die den Rezeptor aus der Membran des Peroxisoms entfernen.

Die Forscher konnten Ubp15p in lebenden Hefezellen lokalisieren und feststellen, dass das Enzym in direkten Kontakt mit einem der Motorproteine tritt, um zu den Peroxisomen zu gelangen. Als Erdmanns Team das Ubp15p in den Zellen ausschaltete, verringerte sich die Anzahl an Pex5p ohne Ubiquitin etwa um die Hälfte. Dafür lagen wesentlich mehr Pex5p-Moleküle vor, die mit Ubiquitin markiert waren.

Dieses Ergebnis bestätigt die Rolle von Ubp15p bei der Abtrennung des Ubiquitin-Signals. Besonders unter Stressbedingungen scheint das Enzym eine wichtige Funktion beim Import von Proteinen in die Peroxisomen einzunehmen. „Es sieht so aus, als würde Ubp15p eine entscheidende Rolle für das Recycling des Rezeptors spielen“, so Erdmann.


MEDICA.de; Quelle: Ruhr-Universität Bochum