Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des humanen Peroxins PEX26

Abstract

Peroxisomale Biogenesestörungen bilden ein breit gefächertes klinisches Spektrum. Die schwerste Manifestationsform stellen Multisystemerkrankungen mit Letalität im ersten Lebensjahr dar. Aktuell bestehen symptomatische, jedoch keine kausalen Therapien. In dieser Arbeit wurden durch strukturelle und funktionelle Untersuchungen das Peroxin PEX26 und dessen Splicevariante PEX26Δex5 genauer charakterisiert. Die Analyse der Tertiär- und Quartärstruktur von PEX26 zeigte eine Homooligomerisierung. Diese wurde durch die beiden Motive Motif 1 und Motif 2 vermittelt. In beiden Motiven konnten wir Leucin-Zippern nachweisen. Sie grenzen zytosolisch und luminal an die Transmembrandomäne. Die Motive unterscheiden sich in Struktur und Lokalisation von der vorbeschriebenen N-terminal gelegenen PEX6-Bindedomäne. Die Dimerisierung scheint durch eine Disulfidbrücke an Position 173 stabilisiert zu werden. Motif 2 beinhaltet einen Abschnitt mit basischen, positiv geladenen Aminosäuren, der für die peroxisomale Lokalisation verantwortlich ist. Wir beschreiben ein Modell, das zeigt, wie PEX26 als Dimer PEX1-PEX6- und PEX13-PEX14-Komplexe bindet. Für PEX26Δex5 schlagen wir einen alternativen Bindungsmechanismus vor, da dieser physiologischen Isoform Motif 1 und die Transmembrandomäne fehlen. Die isoformspezifische Domänenorganisation beeinflusst die Oligomerisierung und Interaktionen mit peroxisomalen Proteinen auf funktioneller Ebene. In unseren Ergebnissen beschreiben wir eine erweiterte peroxisomale Funktion von PEX26 in Biogenese und Homöostase.