D-Aminosäuren in Proteinen: Der Spiegel des Lebens als molekularer Index des Alterns

Proteine sind ausschließlich aus l-Aminosäuren aufgebaut. Bei älteren Menschen wurden jedoch Reste von d-Asparaginsäure (d-Asp) in der Augenlinse und im Gehirn sowie in anderen Geweben gefunden. Das Vorhandensein von d-Asp kann die Struktur eines Proteins höherer Ordnung verändern, was wiederum eine Rolle bei altersbedingten Störungen wie Katarakt und Alzheimer spielen kann. d-Asp entsteht durch die spontane Racemisierung von Asp-Resten in anfälligen Proteinen. Während der Alterung werden die natürlichen lα-Asp-Reste in Proteinen nicht-enzymatisch über ein Succinimidyl-Zwischenprodukt zu l-β-, d-α- und d-β-Isomeren isomerisiert. Diese Isomerisierung erfolgt nicht gleichmäßig, sondern an bestimmten Resten, die aufgrund ihrer Sequenz oder ihres strukturellen Kontextes für eine Isomerisierung anfällig sind. Daher ist es notwendig, die Beschaffenheit jedes einzelnen Asp-Restes in anfälligen Proteinen zu bestimmen. Kürzlich wurde eine neue, auf LC-MS/MS basierende Methode für die Analyse der Asp-Isomerisierung an bestimmten Proteinstellen beschrieben. In dieser Übersicht zeigen wir zunächst, dass die Homochiralität von Aminosäuren in Proteinen nicht lebenslang gewährleistet ist. Anschließend beschreiben wir die Entwicklung einer neuen Methode zur Analyse von proteingebundenen d-Aminosäuren und diskutieren den negativen Einfluss von d-Asp auf die Proteinstruktur und -funktion.