Transzglutamináz-mediált atipikus ubikvitin kötés és szerepe a neurodegenerációra jellemző fehérje aggregátum képződésben és eltávolításban

Számos neurodegeneratív kórképre jellemző aggregált fehérjékből álló neuronális zárványtestek jelenléte az érintett idegrendszeri területen. Az alfa-szinuklein elsősorban a Parkinson-kórra jellemző intracelluláris inklúziók fő összetevője, de zárványai más betegségekben, pl. Alzheimer-kórban is gyakoriak. Az aggregátumok kórtani szerepe ma sem tisztázott, összefüggésüket nem értjük pontosan a tüneteket kiváltó sejtdegenerációval. A kialakulásuk és az eltávolításuk intenzíven kutatott problémák a neurobiológiában. Ismert, hogy az aggregált szinuklein egy része ubikvitinált, s az is hogy az ubikvitináció szerepet játszik az apróbb aggregátumok intracelluláris transzportjában és összegyűjtésében nagyobb inklúziókká.
Laboratóriumunkban egy Alzheimer-kóros beteg agykérgéből nyert, oldhatatlan aggregátumokban az alfa-szinukleinnek és az ubikvitinnek olyan adduktjait azonosították, melyeket N'-(epszilon-amino)-gamma-glutamil-lizin kötések kapcsolnak össze. Az ubikvitin egy 76 aminosavból álló kis fehérje, mely C-terminális glicinjén keresztül egy különleges poszttranszlációs módosító folyamat keretében kovalensen kapcsolódik más célfehérjék lizil oldalláncaihoz. Jelenlegi tudásunk szerint az ubikvitináció három enzimet igényel (E1, E2, E3), melyek minden esetben N'-epszilon-(alfa-glicil)-lizin kapcsolódást teremtenek. Az N'-epszilon-(gamma-glutamil)-lizin izopeptid ezzel szemben a transzglutamináz (TGM) enzimcsalád működésére jellemző fehérjék közötti keresztkötés. TGM-k közreműködését az ubikvitin kapcsolásában korábban soha nem mutatták ki. Baktériumban termelt rekombináns transzglutaminázok és rekombináns mono-, poliubikvitin és alfa-szinuklein segítségével in vitro vizsgáljuk, hogy mely TGM képes létrehozni a kötést a szinuklein és az ubikvitin között, illetve igyekszünk sejtlizátum összetevői között más célfehérjéket azonosítani. Létrehoztunk olyan ubikvitin mutánsokat, melyek a klasszikus módon nem köthetők, és nem épülnek be fehérjeaggregátumokba. Ezek és a TGM-ek koexpressziója révén sejtkultúrában törekszünk azonosítani a TGM-mediált atipikus konjugáció új célpontjait, melyeket immunprecipitációs koncentrálás után tömegspektrometriával kívánunk azonosítani.