Titelaufnahme

Titel
Involvement of phospholipase D in the biosynthesis of bis(monoacylglycero)phosphate (BMP) / Jakob Kowaliuk
Weitere Titel
Involvement of Phospholipase D in the Biosynthesis of Bis(monoacylglycero)phosphate (BMP)
Verfasser/ VerfasserinKowaliuk, Jakob
Begutachter / BegutachterinZimmermann, Robert
ErschienenGraz, 2015
Umfang88 Blätter : 2 Blatt Zusammenfassung ; Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2015
Anmerkung
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Diphosphonate / Biosynthese / Phospholipase D
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-96530 Persistent Identifier (URN)
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Involvement of phospholipase D in the biosynthesis of bis(monoacylglycero)phosphate (BMP) [2.15 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Bis(monoacylglycero)phosphat (BMP), ebenfalls bekannt als Lysobisphosphatidylsäure (LBPA), gehört zu den Polyglycerophospholipiden und ist ein Strukturisomer von Phosphatidylglycerol (PG). In späten Endosomen ist BMP in den intraluminalen Vesikeln (ILVs) angereichert, wo es bis zu 15% Anteil an Phospholipiden einnimmt. Die strukturelle Kegelform von BMP fördert die spontane Bildung dieser ILVs. Dort dient das negativ geladene Lipid als eine Art Plattform für positiv geladene Proteine, wie zum Beispiel saure Lipasen, welche am Lipidabbau beteiligt sind. Dadurch beeinflusst BMP direkt den Abbau und das Sortieren diverser Lipide wie Glykosphingolipide, Ceramide und Cholesterylester. BMP wird aufgrund der untypischen sn1:sn1‘ Stereokonfiguration des Glycerolgerüsts nicht von sauren Lipasen hydrolysiert. Trotz der biologischen Bedeutung von BMP, ist dessen Biosynthese noch nicht gänzlich geklärt. Derzeitig werden zwei Hypothesen vertreten, welche von unterschiedlichen Vorstufen der BMP Synthese ausgehen. Man geht davon aus, dass die Synthese von BMP entweder durch PG Acylierung oder durch Phospholipase D (PLD)-katalysierte Transphosphatidylierungsreaktionen beginnt. Hier untersuchen wir, ob PLD die Biogenese von BMP beeinflusst. Das Enzym degradiert Phosphatidylcholin (PC) zu Phosphatidylsäure (PA) und Cholin. In Gegenwart von primären Alkoholen kann PLD eine weitere Reaktion durchführen, indem es den Alkohol an das PA-Gerüst von PC anfügt. Über diesen Reaktionsmechanismus könnte BDP in Gegenwart von Diacylglycerol (DG) und PC entstehen. BDP könnte anschließend zu BMP hydrolysiert werden. Mittels spezifischer PLD Inhibitoren zeigen wir, dass zelluläre BMP Levels stark PLD beeinflusst sind. Analysen des Lipidoms verweisen auf eine Anreicherung von Lyso-PC (LPC) in Gegenwart von PLD Inhibitoren, was darauf hinweist, dass LPC an der Synthese von BMP beteiligt sein könnte. Durch Transphosphatidylierung könnte BMP direkt aus den Substraten LPC und Monoacylglycerol (MG) generiert werden.Aus unseren Daten schließen wir, dass durch PLD die BMP Biosynthese beeinflusst und daher direkten Einfluss auf die ILV Bildung und auf den Lipidabbau haben könnte.

Zusammenfassung (Englisch)

Bis(monoacylglycero)phosphate (BMP), also known as lysobisphosphatidic Acid (LBPA), belongs to the group of polyglycerophospholipids and is a structural isomer of phosphatidylglycerol (PG). It is enriched in intraluminal vesicles (ILVs) of late endosomes (LEs) and lysosomes attaining approximately 15% of total phospholipids. In LEs, BMP promotes the formation of ILVs due to its cone-shaped structure. Located in the membrane of ILVs, the negatively charged BMP attracts positively charged proteins such as acid hydrolases to the surface of these vesicles. Thereby, it promotes the degradation and sorting of various lipids such as (glyco)sphingolipids, ceramides, and cholesterylester (CE). BMP itself is highly resistant to acid hydrolases due to its atypical sn1:sn1 stereoconfiguration of the glycerol backbone. Despite its biological importance, little is known about the biogenesis of BMP. Currently, hypothetical pathways propose that the formation of BMP starts either from acylation of PG or phospholipase D (PLD) - mediated transphosphatidylation reactions. Here, we investigated whether PLD can affects the biogenesis of BMP. This enzyme degrades phosphatidylcholine to phosphatidic acid (PA) and choline. In the presence of primary alcohols, a second reaction may occur attaching the alcohol to the phosphate residue of PA. Accordingly, PLD may generate bis(diacylglycerol)phosphate (BDP) in the presence of PC and diacylglycerol as PA acceptor. BDP may act as precursor of BMP. Using specific PLD inhibitors, we demonstrate that inactivation of this enzyme strongly affects cellular BMP levels. Furthermore, lipidomic analysis revealed that PLD inhibition causes accumulation of lysophosphatidylcholine (LPC), marking LPC as putative donor of lysophosphatidic acid generating BMP in the presence of monoacylglycerol as acceptor alcohol.In conclusion, our data suggest that PLD in involved in BMP synthesis and might therefore directly affect ILV biogenesis, cargo sorting and degradation.

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