Molekulare Ursachen der Kataraktentstehung : Einfluss von UV-B Strahlung und Interaktion einzelner Kristalline

Abstract

Katarakt zählt weltweit zu den häufigsten Ursachen von Erblindung. Dabei gibt es eine Vielzahl an Ursachen, die im Laufe eines Lebens zur Augenlinsentrübung führen können. In dieser Dissertation wurden mittels NMR-Spektroskopie die Wechselwirkungen zwischen einzelnen Kristallinen und der UV-B Effekt auf das humane γD-Kristallin auf atomarer Ebene untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, das weder Wildtyp hγD noch die pathogene Variante E107A stabile Komplexe mit anderen Augenlinsenproteinen eingehen. Die Wechselwirkungen sind schwach und transient. Nach UV-B Bestrahlung von hγD konnte ein neuer, langlebiger und löslicher Zustand entdeckt und charakterisiert werden. Bei diesem sind die Wechselwirkungen der Tyrosine 17 und 29 verändert und es kommt zu einer lokalen Entfaltung. Ansonsten ist das hγD strukturell unverändert und kann nach wie vor seiner Funktion der Lichtbrechung und des UV-Schutzes nachkommen.

Cataract is the main cause of blindness. There are numerous reasons which lead to the turbidity of the eye lens during a lifetime. In this thesis the interaction of different crystallines as well as the UV-B effect on human γD crystallin was studied by NMR spectroscopy at an atomic level. It could be shown that no stable complexes to other proteins of the eye lens were formed for wild type hγD and the variant E107A. The interactions must be weak and transient. After UV-B irradiation a new, long time stable and soluble state of hγD was identified and characterised. Here, interactions between the tyrosines 17 and 29 are perturbed and local unfolding occurs. Otherwise, hγD is structurally unchanged and can still fulfil its functions like maintenance of the refraction index and UV protection.