Synthese von Ester- und Etherlipiden durch die GPAT/AGPAT-Proteinfamilie und Lipin in Dictyostelium
| dc.date.accessioned | 2021-05-19T11:19:30Z | |
| dc.date.available | 2021-05-19T11:19:30Z | |
| dc.date.issued | 2021-05-12 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202105123881 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/12837 | |
| dc.language.iso | ger | ger |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
| dc.subject | Speicherlipide | ger |
| dc.subject | Phospholipide | ger |
| dc.subject | Phagozytose | ger |
| dc.subject | Dictyostelium discoideum | ger |
| dc.subject | AGPAT | ger |
| dc.subject | Lipin | ger |
| dc.subject | GPAT | ger |
| dc.subject | DHAPAT | ger |
| dc.subject.ddc | 500 | |
| dc.title | Synthese von Ester- und Etherlipiden durch die GPAT/AGPAT-Proteinfamilie und Lipin in Dictyostelium | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dcterms.abstract | The synthesis of glycerolipids starts with the acylation of lipid backbones. Two structurally different glycerolipids emerge in the cell: ether-lipids and ester-lipids. In the case of ether-lipids the first fatty acid is substituted with a fatty alcohol inside the peroxisome. By the characterization of the protein FARAT in this thesis, a key enzyme in etherlipid-synthesis was identified for D. discoideum. FARAT shows a peroxisomal localization and is in principle able to do two jobs. Firstly, it initiates the peroxisomal lipid synthesis by the acylation of dihydroxyacetone phosphate. And secondly, it is able to form fatty alcohols needed for the ether-lipid synthesis. Gpat is a protein that is responsible for initiating exclusively the ester-lipid synthesis at the endoplasmic reticulum (ER). In combination with FARAT it was used to examine the interaction of ester- and ether-lipid-synthesis in D. discoideum. The present data shows that exclusively ether-lipids derive from the peroxisome and that increasing the peroxisomal lipid synthesis results in the accumulation of lysophospholipids. Without FARAT the cell loses the ability to synthesize ether-lipids and also to phagocyte particles. In contrast, ether-lipids and maybe also lysophospholipids have a generally positive effect on the phagocytosis of yeast particles. The second step in glycerolipid synthesis is the addition of another fatty acid to the backbone. This step is committed by acylglycerol-3-phosphate acyltransferases (AGPATs). AgpD is a putative AGPAT in D. discoideum and was therefore characterized. It localizes on the ER and the corresponding knockout surprisingly shows an increase in the neutral lipid content. Additionally, it was analyzed whether redundancy occurs in the AGPAT protein family in D. discoideum. Therefore, multiple gene knockouts were generated but even the triple knockout of agpA/agpB/agpC shows only a marginal reduction in glycerolipid synthesis. No additional information was gained by the analysis of strains overexpressing already characterized, putative AGPAT isoforms. Consequently, it is not yet clear which protein mediates the second step in glycerolipid synthesis. The overall data suggests that there are uncharacterized proteins that are able to catalyze the second step in glycerolipid synthesis, too. The next step in neutral lipid synthesis is the dephosphorylation of phosphatidic acid (PA), committed by PA phosphatases. The characterization of the cytoplasmic protein LPIN2 shows that it is indispensable for neutral lipid synthesis and also for lipid droplet appearance. Both properties match the predicted function as a PA phosphatase. Further, the knockout of LPIN2 causes a reduced growth rate in liquid media and on a bacterial lawn, too. The overall phospholipid content of the knockout is not dramatically affected even though a significant reduction for one lipid, presumably cardiolipin, is detected. | eng |
| dcterms.abstract | Die Bildung von Glycerolipiden beginnt durch die Veresterung einer Fettsäure mit einem Lipidrückgrat. In der Zelle entstehen zwei strukturell unterschiedliche Glycerolipide: Esterlipide und Etherlipide. Bei Etherlipiden wird im Peroxisom die erste Fettsäure durch einen Fettalkohol substituiert, sodass eine Etherbindung vorliegt. In dieser Arbeit konnte dem peroxisomal lokalisierenden Protein FARAT aus D. discoideum eine Schlüsselfunktion in der Etherlipid-Synthese zugeordnet werden. Es verestert eine Fettsäure mit Dihydroxyacetonphosphat und bildet zudem Fettalkohole, die für die Etherlipid-Synthese benötigt werden. Das Fehlen von FARAT führt zu einem annähernd vollständigen Verlust der Etherlipide und zu einem starken Defekt in der Phagozytose. In Kombination mit dem Protein Gpat, das seinerseits die Esterlipid-Synthese am endoplasmatischen Retikulum (ER) initiiert, wurde das Zusammenspiel von Ether- und Esterlipid-Synthese untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass keine Esterlipide über das Peroxisom entstehen und bei einer erhöhten peroxisomalen Lipid-Synthese vermehrt Lyso-Phospholipide akkumulieren. Eine erhöhte Synthese von Etherlipiden korreliert außerdem mit einer erhöhten Phagozytoserate. Den zweiten Schritt der Glycerolipid-Synthese katalysieren Acyl-Glycerol-3-Phosphat-Acyltransferasen (AGPATs). Sie verestern eine zweite Fettsäure mit dem Lipidrückgrat. Das Protein AgpD ist eine putative AGPAT in D. discoideum und wurde eingehender charakterisiert. Es lokalisiert auf dem ER und ein entsprechender knockout führt zu einem Anstieg von Triglyceriden. Ein Dreifachknockout der AGPAT-Isoformen AgpA, AgpB und AgpC zeigt nur einen marginal verminderten Triglycerid-Gehalt, weswegen hinsichtlich der Neutrallipid-Synthese ein redundantes Verhalten weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Überexprimierer aller charakterisierten AGPAT-Isoformen zeigen ebenfalls keinen Lipid-Phänotyp, weswegen die Ergebnisse insgesamt auf die Präsenz anderer Proteine hindeuten, die den zweiten Schritt der Glycerolipid-Synthese katalysieren. Die Dephosphorylierung von Phosphatidsäure (PA) dirigiert das Grundgerüst der Glycerolipide in Richtung Neutrallipid-Synthese, weshalb PA-Phosphatasen unabdingbar für die Bildung dieser sind. Das Protein LPIN2 wurde als PA-Phosphatase in D. discoideum identifiziert und in dieser Arbeit charakterisiert. Fehlt das zytoplasmatisch lokalisierende Protein, synthetisiert der Organismus nahezu keine neutralen Glycerolipide und bildet außerdem keine Lipid Droplets mehr aus. Zudem ist das Wachstum der Zellen deutlich eingeschränkt. Der Phospholipid-Gehalt wird durch das Fehlen von LPIN2 insgesamt nicht wesentlich eingeschränkt, wodurch alternative Synthesewege ersichtlich werden. Lediglich ein Lipid, bei dem es sich vermutlich um Cardiolipin handelt, ist deutlich reduziert. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Kappelt, Frederik | |
| dcterms.dateAccepted | 2021-03-31 | |
| dcterms.extent | XIV, 266 Seiten | |
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Biologie | ger |
| dc.contributor.referee | Maniak, Markus (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Füllekrug, Joachim (Prof. Dr.) | |
| dc.subject.swd | Phospholipide | ger |
| dc.subject.swd | Phagozytose | ger |
| dc.subject.swd | Dictyostelium discoideum | ger |
| dc.subject.swd | Acyltransferasen | ger |
| dc.subject.swd | Veresterung | ger |
| dc.subject.swd | Proteine | ger |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| kup.iskup | false |
Dateien zu dieser Ressource
Das Dokument erscheint in:
-
Dissertationen [18]
Solange nicht anders angezeigt, wird die Lizenz wie folgt beschrieben: Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International