Die zelluläre Spaltung des Prionproteins (PrPc) in dessen evolutionär hochkonservierter zentraler Region ist ein Prozess, der sowohl an der bislang nicht aufgeklärten Funktion des Prionproteins beteiligt sein als auch eine Rolle bei der Ausprägung von Prionerkrankungen spielen könnte. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es, die Spaltung von PrPc und die zugehörige Spaltstelle genauer zu charakterisieren.

In Hirnhomogenaten von Mäusen waren zwei Spaltprodukte der zellulären Spaltung des Prionproteins nachweisbar. Während sich das N-terminale Spaltprodukt als sehr instabil erwies, war das C-terminale Spaltprodukt für weitergehende Analysen geeignet. Neben diesen Spaltprodukten wurde ein weiteres N-terminal verlängertes C-terminales Spaltprodukt des Prionproteins nachgewiesen und analysiert. Beide C-terminalen Spaltprodukte waren mit unterschiedlichen, den C-Terminus des Proteins erkennenden Antikörpern nachweisbar, wobei sich zum Teil deutliche Differenzen der Affinität einzelner Antikörper ergaben. Eine unspezifische Proteolyse als mögliche Ursache für das Auftreten der verschiedenen Prionprotein-Fragmente wurde experimentell ausgeschlossen.

Die Charakterisierung der zentralen Spaltstelle erfolgte durch Analyse von in eukaryontischen Zelllinien überexprimierten Prionprotein-Mutanten. Die Spaltung wurde durch verschiedene Aminosäureaustausche sowie Deletionen in der hydrophoben Region des Prionproteins fast vollständig inhibiert. Desgleichen zeigten einige Mutationen im basischen Bereich negative Wirkung auf die Spaltungseffizienz. Es war jedoch nicht möglich, eine Aminosäureposition zu identifizieren, die alleine die Spaltstelle determiniert. Eine der zur fast vollständigen Inhibition der zellulären Spaltung führenden Mutationen bewirkte eine erhöhte Resistenz gegenüber dem proteolytischen Abbau durch Proteinase K. Auch die zweite Spaltstelle des Prionproteins wurde durch verschiedene Aminosäuresequenzveränderungen beeinflusst. Insbesondere Mutationen in der basischen Region und ausgedehnte Deletionen zeigten hier zum Teil starke inhibitorische Wirkung. Eine zentrale Rolle bei der Aufklärung der Bedeutung der Spaltungen des Prionproteins und der Determination der Spaltstellen wird der Identifikation der in dieser Arbeit postulierten PrP-spaltenden zellulären Enzyme, der [alpha]- und [beta]-Priase, zukommen. Eine autokatalytische Spaltaktivität des Prionproteins konnte durch Untersuchungen verschiedener Prionprotein-Mutanten nicht bestätigt werden.

Untersuchungen zur biologischen Funktion der zellulären Spaltung des Prionproteins ergaben keinen direkten Zusammenhang zwischen der Kupfer-Bindung des Proteins und der Spaltung.