Biol. Chem. Hoppe-Seyler Vol. 371, pp. 1175-1183, December 1990 A Point Mutation at the X-Chromosomal Proteolipid Protein Locus in Pelizaeus-Merzbacher Disease Leads to Disruption of Myelinogenesis THOMAS WEiMBS 3 , Tobias DicK a , Wilhelm STOFFEL* and Eugen BoursHAUSER 0 a Institut für Biochemie, Medizinische Fakultät der Universität zu Köln b Kinderspital, Universitätsklinik Zürich (Received 17September 1990) Summary: A group of inherited neurological disor- ders are the X-chromosome linked dysmyelinoses, in which myelin membranes of the CNS are missing or perturbed due to a strongly reduced number of differ- entiated oligodendrocytes. In animal dysmyelinoses (jimpy mouse, msd-mouse, md rat, shaking pup) mu- tations of the main integral myelin membrane pro- tein, proteolipid protein, have been identified. Pelizaeus-Merzbacher disease (PMD) or sudano- philic leucodystrophy is an X-linked dysmyelinosis in humans. We report here on the molecular basis of the defect of affected males of a PMD kindred. Rearrangements of the PLP gene were excluded by Southern blot hybridisation analysis and PCR amplification of over- lapping domains of the PLP gene. Sequence analysis revealed one single C—»Ttransition in exon IV, which leads to a threonine—»isoleucine substitution within a hydrophobic intramembrane domain. The impact of this amino-acid exchange on the structure of PLP in the affected cis membrane domain is discussed. A space filling model of this domain suggests a tight packing of the -helices of the loop which is per- turbed by the amino-acid substitution in this PMD exon IVmutant. The C—>T transition in exon IV abolishes a Hph I re- striction site. This mutation at the recognition site for Hph I (RFLP) and allele-specific primers have been used for mutation screening the PMD kindred. Eine Punktmutation im X-chromosomalen Proteolipidprotein-Gen bei der Pelizaeus-Merzbacher-Krankheit führt zur Unterbrechung der Myelinogenese Zusammenfassung: Eine Gruppe erblicher neurolo- gischer Krankheiten bilden die X-Chromosom-ge- bundenen Dysmyelinosen, bei denen Myelinmem- branen des CNS aufgrund einer stark reduzierten Zahl von Oligodendrozyten fehlen oder in ihrem Auf- bau gestört sind. Bei Tier-Dysmyelinosen (jimpy- Maus, msd-Maus, md-Ratte, shaking pup) stellten sich Mutationen des wichtigsten integralen Mem- branproteins, des Proteolipid-Proteins, als Ursache heraus. Die Pelizaeus-Merzbacher-Krankheit (PMD) oder sudanophile Leucodystrophie ist eine X-chro- mosomale Dysmyelinose des Menschen. Wir beschreiben die molekulare Basis des Defekts bei betroffenen männlichen Mitgliedern innerhalb einer Familie mit Auftreten von PMD-Fällen. Reorganisa- tionen des PLP-Gens konnten durch Southern-Blot- Hybridisierungsanalyse und durch PCR-Amplifika- tion von überlappenden Domänen des PLP-Gens ausgeschlossen werden. Die Sequenzanalyse ergab einen einzigen C-VT-Übergang im Exon IV, der zu einer Threonin—>Isoleucin-Substitution innerhalb eines hydrophoben intramembranalen Abschnitts führt. Die Auswirkung dieses Aminosäuren-Austau- sches auf die PLP-Struktur in der betroffenen cis- Abbreviations: CNS, central nervous system; MBP,myelin basic protein; PCR, polymerase chain reaction; PLP, proteolipid protein; PMD, Peli- zaeus-Merzbacher disease; Imp, low melting point. Brought to you by | University of California - Santa Barbara Authenticated | 128.111.226.234 Download Date | 2/21/13 6:05 PM