Die α-Gliadin Gene der A, B und D Genome des Weizens beinhalten verschiedene Mengen an Zöliakie-Epitopen

Die α-Gliadin Gene der A, B und D Genome des Weizens beinhalten verschiedene Mengen an Zöliakie-Epitopen

(Alpha-gliadin genes from the A, B, and D genomes of wheat contain different sets of celiac disease epitopes)

Van Herpen et al. 2006

Der Brotweizen (Triticum aestivum) ist als ein wichtiges Grundnahrungsmittel bekannt. Allerdings verursachen Proteine aus dem Weizen-Gluten bei 0,5 bis 1 % der Gesamtbevölkerung eine chronisch entzündliche Erkrankung, welche als Zöliakie bezeichnet wird. Innerhalb der Gluten-Proteine besitzen vor allem die α-Gliadine eine Vielzahl an Peptiden, welche mit dieser Erkrankung in Verbindung stehen. Für ein besseres Verständnis der Unterschiede der Proteine, wurden in dieser Studie die drei Genome A, B und D und die verschiedenen Zöliakie-auslösenden Epitope untersucht.

Für die Analyse untersuchten die Autoren 230 verschiedene α-Gliadin-Sequenzen von zahlreichen diploiden Weizensorten, welche die Stammgenome A, B und D des hexaploiden Brotweizens repräsentieren. Die überwiegende Mehrheit der Sequenzen (87%) beinhaltete einen internen Stop-Codon. Der Vergleich der α-Gliadin Sequenzen entsprechend der Stammgenome erfolgte auf Grundlage der Sequenzähnlichkeit, der durchschnittlichen Länge der Polyglutamin-Repeate und anhand des unterschiedlichen Vorkommens der vier Peptide, welche durch die Bindung an HLA-DQ2/8 als T-Zellen stimulierende Epitope bei Zöliakiepatienten identifiziert wurden. Durch Sequenzähnlichkeit konnten α-Gliadine aus der öffentlichen Datenbank von hexaploidem T. aestivum direkt dem Chromosom 6A, 6B oder 6D zugeordnet werden. Die Sequenzen von T. monococcum (A Genom) und die des 6A-Chromosoms des Brotweizens beinhalteten fast ausnahmslos die Epitope Glia-α9 und Glia-α20, aber nie die intakten Epitope Glia-α und Glia-α2. Mehrere Sequenzen des T. speltoides, ebenso wie mehrere Sequenzen des 6B-Chromosoms des Brotweizens enthielten keines der vier gescreenten T-Zellen Epitope. Im Gegensatz dazu wurden bei den Sequenzen des T. tauschii (D-Genom) sowie bei den Sequenzen des 6D-Chromosoms des Brotweizens pro Gen alle vier T-Zellen Epitope in wechselnden Kombinationen gefunden. Die Unterschiede in den Epitop-Zusammensetzungen lassen sich hauptsächlich durch genomspezifische Punktmutationen erklären.

Zusammenfassend wird in dieser Studie gezeigt, dass die α-Gliadin Sequenzen der drei Brotweizen-Genome unterschiedliche Gruppen erzeugen. Die vier bekannten T-Zellen stimulierenden Epitope sind hierbei ungleichmäßig auf die Sequenzen verteilt, sodass die drei Genome unterschiedlich viel zur Epitop-Anzahl beitragen. Eine systematische Analyse aller bekannten Epitope der Gliadine und Glutenine würde zu einem besseren Verständnis der unterschiedlichen Toxizität der Weizensorten führen. Anhand dieser Erkenntnis können folglich Zuchtstrategien für die Entwicklung von weniger toxischen Weizensorten, welche zumindest für einen Teil der Zöliakiepatienten verträglich sind, geplant werden.

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