LIMP2-Defizienz und das Action Myoclonus and Renal Failure (AMRF) Syndrom

Das Lysosom ist der Verdauungsapparat der Zelle, in ihm werden Stoffe durch lysosomale Proteasen abgebaut und in ihre Einzelbausteine zerlegt. Kommt es zu einem Defekt eines lysosomalen Enzyms, entsteht eine lysosomale Speichererkrankung mit Akkumulation des Substrats. Die bekannteste lysosomale Speichererkrankung ist der Morbus Gaucher. Hier liegt ein Defekt der lysosomalen Hydrolase β-Glukozerebrosidase vor. Die Patienten leiden unter einer Hepato- und Splenomegalie, Anämie, Thrombozytopenie und teilweise unter neurologischen Symptomen. Dabei stellte sich heraus, dass die β-Glukozerebrosidase Mannose-6-Phosphat unabhängig durch das lysosomale Membranprotein LIMP2 zum Lysosomen transportiert wird. Bei Mutationen in LIMP2 kommt es zum Action Myoclonus und Renal Failure (AMRF) Syndrom, welches durch eine fokale Glomerulosklerose der Niere und eine myoklonische Epilepsie gekennzeichnet ist. Da sich die Symptome des AMRF Syndroms nicht durch eine Fehlsortierung der β-Glukozerebrosidase erklären lassen, wurde nach möglichen weiteren Interaktionspartnern von LIMP2 gesucht, die die Pathophysiologie des Krankheitsbilds erklären könnten. In einem Yeast Two-Hybrid Screen wurde das Protein (Pro-)Reninrezeptor als putativer Kandidat ausgewählt, da Patienten mit einer Mutation des (Pro-)Reninrezeptors ebenfalls an einer myoklonen Epilepsie leiden und Ratten mit einem überexprimierten Rezeptor eine Proteinurie und Glomerulosklerose zeigen. Die Interaktion von LIMP2 und (Pro-) Reninrezeptor wurde daraufhin in Zellen komplexerer Organismen durch Ko-Immunpräzipitation bestätigt. Des Weiteren konnten die beiden Proteine mithilfe von licht- und elektronenmikroskopischen Studien auf multivesicular bodies kolokalisiert werden. Als Bindungsmotiv für die Interaktion konnte durch Ko-Immunpräzipitationen die Coiled-Coil- Domäne der beiden Proteine als unwahrscheinlich eingestuft werden. Hingegen konnte gezeigt werden, dass LIMP2 nur mit dem kompletten (Pro-)Reninrezeptor interagiert und nicht mit seinem N- oder C-terminalen Spaltfragment. Abschließend ließ sich außerdem feststellen, dass LIMP2 in der Niere immunhistologisch auffällige Färbungen im Bereich des juxtaglomerulären Apparats aufweist. Dieser ist für die Regulation des Elektrolyt- und Wasserhaushalt sowie den Blutdruck zuständig und produziert als einziger Ort im menschlichen Körper den hormonellen Liganden des (Pro-)Reninrezeptors, das Enzym Renin. Damit konnte ein indirekter Hinweis für die Rolle der Protein-Protein-Interaktion von LIMP2 mit dem (Pro-)Reninrezeptor in der Niere geliefert werden