Congenital Disorder of Glycosylation (CDG)-IIc: Eine retrovirale Expressionsklonierung identifiziert das CDG-IIc Syndrom (Leukozyten Adhäsionsdefekt II) als eine GDP-Fukose Transporter Defizienz
Bei der N-Glykosylierung handelt es sich um die häufigste Modifikation sezernierter und Membran-gebundener Proteine in eukaryontischen Zellen. Biomedizinische Relevanz erlangte die N-Glykosylierung in den letzten Jahren auch dadurch in erhöhtem Maß, dass einige angeborene Erkrankungen beim Menschen charakterisiert werden konnten, bei denen die genetischen Defekte zu Veränderungen in der Bildung der N-Glykane führen. Der gesamte Vorgang der N-Glykan Synthese umfasst etwa 100 Enzyme und Transporterproteine. Diese Komplexität lässt vermuten, dass eine Vielzahl genetischer Defekte zu Störungen der Glykoprotein-Synthese führen können. In den letzten 20 Jahren konnten sieben Defekte (Stand 01/2001) der N-Glykan Synthese biochemisch und molekulargenetisch identifiziert werden und wurden unter der Bezeichnung "Congenital Disorders of Glykosylation (CDG)" als eine Krankheitsgruppe klassifiziert. In der vorliegenden Arbeit konnte ein weiteres Syndrom biochemisch und molekulargenetisch identifiziert werden (CDG-IIc). Bei einem Patienten, der die typischen klinischen Merkmale des "Leukozyten Adhäsionsdefekts II (LAD II)" wie schwere Entwicklungsstörungen, vermindertes Wachstum und eine schwere Immunschwäche aufwies, konnte eine generelle Hypofucosylierung der Glykoproteine festgestellt werden. Die generelle Hypofucosylierung der Glykokonjugate in Patientenzellen konnte auf einen verminderten Import von GDP-Fucose in den Golgi zurückgeführt werden. Da das Gen für den GDP-Fucose Transporter noch in keiner Spezies bekannt war und zudem nicht ausgeschlossen werden konnte, dass die Transportdefizienz einen Defekt eines Transport-assoziierten Kofaktors darstellt, wurde eine Expressionsklonierung mit einer retroviralen cDNA-Bank in den Fibroblasten des Patienten durchgeführt. Kontrollfibroblasten und komplementierte Patientenfibroblasten konnten durch die Markierung mit dem Fucose-spezifischen Aleuria aurantia Lektin von nicht-komplementierten Patientenfibroblasten unterschieden werden. Nach vier Komplementationsrunden, in denen cDNA-Pools sukzessive verkleinert wurden, konnte die komplementierende D5-cDNA isoliert werden. Die Aminosäuresequenz der D5-cDNA wies signifikante topologische Übereinstimmungen mit bekannten Zuckernukleotid Transportern auf. Die retrovirale Expression der D5-cDNA normalisierte in Patientenfibroblasten die GDP-Fucose Transport Aktivität und den Fucosylierungsstatus. Bei der molekulargenetischen Analyse von drei Patienten wurden zwei jeweils homozygot vorliegende Punktmutationen detektiert, die zu Aminosäure Austauschen in unter allen Orthologen stark konservierten Transmembrandomänen führen. Diese Befunde belegen, dass dem CDG-IIc (LAD II) Syndrom ein Defekt im GDP-Fucose Transportergen zugrunde liegt.
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