Authors:	Schenk, Sven
Title:	Struktur und Funktion des Lipoproteins von Nereis virens (Annelida)
Online publication date:	6-May-2009
Year of first publication:	2009
Language:	german
Abstract:	Ein discoidales Lipoprotein aus dem Polychaeten Nereis virens (Annelida) wurde eingehend charakterisiert. Im Vordergrund standen dabei die transportierten Lipide, sowie die Ultrastruktur des Partikels. Das Nereis-Lipoprotein besitzt eine für Invertebraten atypische Lipidzusammensetzung: Außer den Phospholipiden gibt es keine klar dominierende Lipidklasse. Die Charakterisierung der Apolipoproteine zeigt Gemeinsamkeiten mit den Apolipophorinen der Insekten: Wie diese besitzt das Nereis-Lipoprotein zwei Apolipoproteine, die in einer 1:1-Stöchiometrie angeordnet sind. Das größere Protein (ApoNvLp I) ist dabei stärker zum wässrigen Medium exponiert ist als das kleinere (ApoNvLp II). Beide Proteinuntereinheiten sind N-glycosyliert. ApoNvLp II ist zusätzlich noch O-glycosyliert. Bei den Sekundärstrukturen dominieren β-Strukturen (35%) gegenüber α-Helices (14%); 28% waren ungeordnete Strukturen. Die Masse wurde mit verschiedenen Methoden bestimmt: sie liegt zwischen ~800 kDa (Gelfiltration) und ~860 kDa (Analytische Ultrazentrifugation). Der Sedimentationskoeffizient beträgt 9,7 S. Der zelluläre Lipoproteinrezeptor wurde aus einer großen Anzahl von Zellen und Geweben isoliert. Die biochemische Charakterisierung des Rezeptormoleküls zeigte es als ein monomeres, integrales, N- und O-glycosyliertes Membranprotein mit einer Masse von ~114 kDa. Die Bindungscharakteristika (Abhängigkeit von Ca2+, Disulfidbrücken) weisen es als Mitglied der LDLR-Superfamilie aus. In vitro- Inkubationsversuche mit fluoreszenzmarkierten Lipoproteinen zeigten die Aufnahme sowohl in Oocyten als auch in freie Coelomzellen (Elaeocyten) sowie in Spermatogonien- und Tetradenstadien. Auffällig war, dass die Lipide zusammen mit den Apolipoproteinen in die Dottergranula der Eizellen eingelagert wurden und nicht direkt in die Lipidtropfen. Auch bei den Elaeocyten wurden die Lipide nicht direkt in den Lipidtropfen eingelagert. Intakte Lipoproteine konnten per Dichtegradienten-Ultrazentrifugation nur aus Spermatogonien isoliert werden. Die isolierten Lipoproteine hatten die gleiche ‚Morphologie’ wie die aus der Coelomflüssigkeit isolierten, zeigten jedoch sehr viele Peptidfragmente im SDS-Gel, was auf eine beginnende Degradation hinweist. Es wird ein Modell für den Lipidtransport in Nereis virens vorgeschlagen, bei dem den Elaeocyten eine entscheidende Rolle im Lipidstoffwechsel zufällt. The discoidal lipoprotein from the polychaete Nereis virens was characterized with respect to the associated lipids as well as towards the particle`s ultra structure. The Nereis lipoprotein exhibits a rather atypical lipid composition when compared to other invertebrates: except for phospholipids, no clearly dominating lipid class could be detected. Characterization of the apolipoproteins showed remarkable similarities to the insect apolipophorins: Like these the Nereis lipoprotein possesses two apolipoproteins arranged in a 1:1 stoichiometry. The larger peptide (ApoNvLp I) seems to be more exposed towards the aqueous phase than the smaller peptide (ApoNvLp II). Both subunits bear N-glycosidic linked carbohydrates, while ApoNvLp II additionally possesses O-linked carbohydrates. Regarding secondary structures β-sheets (35%) dominate over α-helices (14%), while 28% were determined to be unordered structures. The native molecular mass was determined by means of gel filtration and Analytical ultracentrifugation and yielded masses of ~800 and 860 kDa, respectively. The sedimentation coefficient was found to be 9.7 S. The cellular lipoprotein receptor was isolated from different cells and tissues. Biochemical characterization of the receptor protein showed it to be a monomeric, integral, N- and O-glycosylated membrane protein with a mass of ~114 kDa. The binding characteristics (dependence on Ca2+, disulfide-bridges) indicate that it is a member of the LDLR-superfamily. In vitro incubation with fluorescence labeled lipoprotein showed the uptake in to oocytes, elaeocytes (free coelomic cells), as well as in to spermatogonia and tetrades. Strikingly, the lipoprotein associated lipids were incorporated together with the apoproteins in the oocyte`s yolk spheres rather than being stripped off and subsequent storage in the lipid droplets. Likewise, in elaeocytes the lipoprotein associated lipids could not be detected in the lipid droplets. Only from spermatogonia intact lipoproteins could be recovered by means of density gradient ultracentrifugation. These lipoproteins showed the same ‘morphology’ than did those isolated from the coelomic fluid. However, degradation products were found to be associated with these lipoproteins when analyzed by SDS-PAGE. A model for the lipid transport pathway in Nereis virens is proposed, placing the elaeocytes at a central position in lipid metabolism.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4335
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-19873
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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