title: Biochemische und immunologische Charakterisierung der PR-10 Allergene Cor a 1 aus Hasel und Dau c 1 aus Karotte : Liganden, Stabilität, neue Isoallergene
Creators: name: Jacob, Thessa
Publisher: name: University of Bayreuth
Year: 2021
Subjects: subject: PR-10 Allergene
subject: NMR-Spektroskopie
subject: CD-Spektroskopie
subject: Flavonoide
subject: Quercetin
subject: Dau c 1
subject: Karotte
subject: Cor a 1
subject: Hasel
subject: Kreuzallergien
subject: Ligandenidentifikation
subject: Stabilität
subject: Isoallergene
subject: 500

description: Pathogenesis related proteins 10 (PR-10 Proteine) in Pflanzen werden oft als Antwort auf Stressstimuli produziert und sind verantwortlich für viele Pollen- und Lebensmittelallergien. Ihre genaue physiologische Funktion ist bisher unklar. In Deutschland sind rund 92 % der Baumpollenallergiker gegen das Hauptbirkenpollenallergen Bet v 1 sensibilisiert. Es existieren zahlreiche zu Bet v 1 homologe Proteine in verschiedenen anderen Pollen und Nahrungsmitteln wie Äpfeln, Nüssen, Steinobst, Sellerie und Karotten, die aufgrund ihrer ähnlichen Struktur bei Birkenpollenallergikern Kreuzallergien auslösen können. PR-10 Allergene liegen meist als Mischung unterschiedlicher Isoallergene und Varianten vor, welche vermutlich unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Ihre dreidimensionale Struktur ist hoch konserviert und beinhaltet einen hydrophoben Hohlraum, der kleine Liganden binden kann, und auf eine Funktion als Transport- oder Speicherprotein hinweist. Ein natürlicher Ligand von Bet v 1.0101 ist das diglykosylierte Flavonoid Quercetin-3-O-Sophorosid (Q3OS). In dieser Arbeit konnte ein natürlicher Ligand des Haselallergens Cor a 1, Quercetin-3-O-(2“-O-β-D-Glukopyranosyl)-β-D-Galaktopyranosid (Q3O-(Glc)-Gal), identifiziert werden. Dieser ist beinahe identisch zu Q3OS und unterscheidet sich nur in der Position der OH-Gruppe am ersten Zucker (Glukose vs. Galaktose). Trotzdem weisen sowohl Cor a 1.0401 als auch Bet v 1.0101 eine sehr hohe Spezifität auf und binden nur ihren eigenen Liganden. Die Struktur von Cor a 1.0401, welche durch multidimensionale NMR-Spektroskopie bestimmt wurde, ermöglichte eine genauere Charakterisierung der Bindungstasche. Dies bietet die Grundlage, um zukünftig die Ursache der Bindungsspezifität zu untersuchen. Die meisten PR-10 Allergene gelten als instabil gegen Hitze, und der Verzehr gekochter Speisen, die diese Allergene enthalten, wird daher in der Regel als ungefährlich eingestuft. Zu dem Karottenallergen Dau c 1 liegen jedoch widersprüchliche Ergebnisse bezüglich seiner Fähigkeit zur Rückfaltung nach Erhitzen vor. Deswegen wurden in dieser Arbeit erstmalig verschiedene Isoallergene und Varianten des Karottenallergens nach Hitzeeinwirkung bei verschiedenen pH-Werten strukturell und immunologisch analysiert. Darüber hinaus wurde der Einfluss der Karottenmatrix bei Erhitzen berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, dass die meisten Dau c 1 Isoallergene bei neutralen pH-Werten nach Erhitzen die Fähigkeit zur Rückfaltung besitzen, während sie bei pH 3 hitzeresistente Formen bilden. Erhitzen in Anwesenheit der Karottenmatrix verringert zwar die Stabilität, es scheinen jedoch lineare Epitope erhalten zu bleiben, welche weiterhin eine allergische Reaktion auslösen. Eine Peptidmassenfingerprintanalyse des gereinigten, natürlichen Karottenallergens gab Hinweise auf die Anwesenheit von mindestens acht bisher noch nicht identifizierten Isoallergenen oder Varianten. In dieser Arbeit konnte ein neues Dau c 1 Isoallergen, Dau c 1.0401, auf mRNA- und auf Proteinebene identifiziert werden. Es weist eine Sequenzidentität von 61 % oder weniger zu den bereits bekannten Isoallergenen auf. Sein allergenes Potential konnte im Mediatorenfreisetzungstest und in Inhibitionsexperimenten bestätigt werden, allerdings war die Reaktion im Immunoblot, Dot Blot und enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) sehr schwach. Dies weist darauf hin, dass Dau c 1.0401 nur konformationelle Epitope besitzt, welche offenbar beim Membrantransfer zerstört werden. Dau c 1.0401 scheint daher ein wichtiges Isoallergen zu sein, welches zur Allergenität von Karotten beiträgt. Aufgrund seiner geringen Fähigkeit zur Rückfaltung verliert es jedoch z.B. beim Erhitzen von Karotten während der Nahrungsmittelzubereitung vermutlich sein allergenes Potential.