Podcasts about bindungsstelle

In westlichen Industrieländern stellt Schlaganfall eine der häufigsten Todesursachen dar und ist hauptursächlich für körperliche Behinderung. In einem hohen Maße kann Schlaganfall auf genetische Faktoren zurückgeführt werden, weshalb kürzlich eine genomweite Assoziationsstudie (GWAS) in der METASTROKE-Kohorte für ischämischen Schlaganfall durchgeführt wurde. Hierbei konnte die Chromosomenregion 7p21.1 als bisher stärkster Risikolokus für atherosklerotischen Schlaganfall identifiziert werden. Diese Region umfasst das Ende des HDAC9-Gens und den benachbarten intergenischen Bereich stromaufwärts der Gene TWIST1 und FERD3L. Der Haupt-SNP rs2107595 kolokalisiert mit einem DNase I-hypersensitiven Bereich sowie Histonmodifikations-Hotspots und könnte somit genregulatorische Konsequenzen besitzen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführte Genexpressionsstudien in humanen Blutzellen ergaben eine Dosis-abhängige Korrelation der HDAC9 mRNA-Spiegel mit dem rs2107595-Risikoallel. HDAC9 gehört zur Familie der Histondeacetylasen, die v.a. bei der Transkription eine wichtige Rolle spielen. Das rs2107595-Risikoallel verändert ein bioinformatisch vorhergesagtes Bindemotiv für E2F-Transkriptionsfaktoren, das beim häufigen Allel intakt ist. Untersuchungen der transkriptionellen Kapazität dieser Bindungsstelle zeigten eine erhöhte Aktivität des häufigen Allels im Vergleich zum Risikoallel. Zur Identifizierung dafür verantwortlicher DNA-interagierender Proteine wurde in Kollaboration mit dem Max-Planck-Institut für Biochemie, Martinsried eine proteomweite Analyse von SNPs (PWAS) durchgeführt. Hierbei wurden die Proteine E2F3, E2F4, TFDP1 und Rb1 mit präferentieller Bindung an das häufige rs2107595-Allel identifiziert. E2F/TFDP/Rb-Komplexe sind ein zentraler Bestandteil des G1/S-Übergangs im Zellzyklus und regulieren somit die Zellproliferation. In gain- und loss-of-function-Experimenten von E2F3, E2F4 und der Rb-Proteinfamilie in humanen Zelllinien mit verschiedenen Genotypen für rs2107595 konnte eine unterschiedliche Regulation der HDAC9-Expression beobachtet werden. Nach Zellzyklus-Synchronisation konnten erhöhte HDAC9-Spiegel im Zeitraum der aktiven Phase von E2F3 gezeigt werden, was den Befund einer Regulation durch den E2F3/TFDP1/Rb1-Komplex stützt. Ein erhöhtes Risiko für Schlaganfall könnte also durch eine Risikoallel-vermittelte Störung dieses genregulatorischen Mechanismus entstehen.

Die Ischämie-Reperfusion in der Niere führt zur Aktivierung des angeborenen Immunsystems mit nachfolgender steriler Entzündungsreaktion und Gewebeschädigung der Niere, das v.a. das Tubulussystem betrifft. Es werden v.a. residente dendritische Zellen aktiviert, die die größte Immunzellpopulation in der Niere darstellen.In der weiteren Signaltransduktion sind v.a. TLR2 und TLR4 involviert, die über MyD88 proinflammatorischen Zytokinen/Chemokinen induzieren. Die proinflammatorische Wirkung wird dabei u.a. über IRF5 bewirkt, das an MyD88 andockt. Diese Funktion wird von IRF4 gehemmt, das als kompetitiver Faktor IRF5 von seiner Bindungsstelle verdrängt. Die negativ regulatorische Wirkung von IRF4 schützt die Niere vor zu starker Entzündung und dadurch vor zu starker Gewebeschädigung. Dadurch wird das Ausmaß des aktuen Nierenversagens reduziert. IRF4 wird durch Sauerstoffradikale im Rahmen der Ischämie-Reperfusion induziert. Nach der Gewebeschädigung und Induktion einer Entzündung wird IRF4 erst verzögert exprimiert, um die Entzündung wieder zu begrenzen.

Zusammenfassung: Das Ziel dieser Arbeit war es, die Funktion der hochkonservierten, essentiellen ABC-ATPase Rli1p in Saccharomyces cerevisiae aufzuklären. Es konnte gezeigt werden, dass beide Nukleotid-Bindungsdomänen und eine Scharnierregion, welche die beiden ABC-Domänen miteinander verbindet, wichtig für die Funktion von Rli1p sind. Des Weiteren konnte auch das N-terminale Eisen-Schwefel Cluster Bindemotiv als essentielle Domäne identifiziert werden. Durch Überexpression von inaktiven rli1p-Proteinvarianten wurde ein dominant-negativer Phänotyp erzeugt. Es konnte nachgewiesen werden, dass Rli1p im Zytoplasma lokalisiert ist und mit den Polyribosomen, den 80S Ribosomen und hauptsächlich mit der 40S Untereinheit co-fraktioniert. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass Rli1p mit einem Subkomplex des Translationsinitiationsfaktors eIF3 und ribosomalen Proteinen interagiert. Diese Interaktion ist abhängig von RNA und funktionalen ABC-Domänen, sowie von eIF3j/Hcr1p, einer Untereinheit des Translationsinitiationsfaktors eIF3. Um die zelluläre Funktion von Rli1p näher charakterisieren zu können, wurde versucht eine konditional temperatursensitive Mutante herzustellen und Rli1p durch Repression der Transkription in vivo zu depletieren. Beide Ansätze waren nicht erfolgreich. Aus diesem Grund wurden in vitro Depletionssysteme etabliert. Immundepletion oder Inaktivierung eines mit TEV-Protease spaltbarem Rli1p führte zu einer Reduktion der Translationsaktivität und demonstrierte damit einen direkten Einfluss von Rli1p auf die Translation. Eine vollständige Inhibition der Translation einer Reporter-mRNA konnte durch Zugabe eines a-RLI1-Antikörper erreicht werden, wobei die Translationsextrakte einen Zerfall von den Polyribosomen und der 80S Komplexe in 60S und 40S Untereinheiten aufwiesen. Die Immunoinhibition konnte durch die Zugabe von gereinigtem Rli1p rückgängig gemacht werden. Neben einer biochemischen konnte auch eine genetische Interaktion von RLI1 mit HCR1 nachgewiesen werden. Durch Kombination eines Dhcr1 Knockout mit einem C-terminal markierten Rli1p entstand ein synthetisch-temperatursensitiver Phänotyp. Nähere Untersuchungen dieses Stammes zeigten eine Reduktion von Polyribosomen und einen Defekt bei der 60S Bindung an den Prä-Initiationskomplex, während die Ribosomenbiogenese nicht beeinflusst wurde. Für die zelluläre Funktion von Rli1p konnte ein Modell erarbeitet werden, in dem Rli1p den Translationsinitiationsfaktor eIF3 auf dem 40S Ribosom assembliert oder richtig positioniert. Diese Funktion des Rli1p könnte auch in der Anti-Assoziation von 80S durch eIF1, eIF1A und eIF3 von Bedeutung sein. Dieses Modell soll in Folgeexperimenten geprüft werden und die Bindungsstelle von Rli1p im 43S Prä-Initiationskomplex durch Cryo-EM näher analysiert werden.

Pseudomonas aeruginosa ist ein bedeutender Erreger nosokomialer Infektionen. Besondere Bedeutung erlangt es im Krankheitsverlauf der Cystischen Fibrose. Hier und bei anderen Erkrankungen kann die Expression verschiedener Virulenzfaktoren zu schweren Verläufen führen. Ein Typ-III-Sekretions-positiver Phänotyp, das heißt der Besitz des ExoS-Regulons, ist dabei von prognostischem Wert hinsichtlich Gewebszerstörung, Krankheitsverlauf und Überleben. Bisher ist jedoch wenig über die Regulation des ExoS-Regulon bekannt. Sinnvoll erscheint eine gegensätzliche Expression mit dem Typ-II-Sekretionssytem, da hier zahlreiche degradierende Enzyme sezerniert werden, die auch den Typ-III-Sekretionsapparat beschädigen könnten, und mit der Biofilmbildung, da für Typ-III-Sekretion ein direkter Zellkontakt zur Wirtszelle notwendig ist. Bekannte Regulatoren von Biofilmbildung und Typ-II-Sekretion sind Quorum Sensing, der Sigmafaktor der Stationären Phase (RpoS) und der AlgU-Antisigmafaktor MucA für die Alginatsynthese. In der vorliegenden Arbeit wurden daher ihre Auswirkungen auf die Typ-III-Sekretion untersucht. Hierbei zeigt sich unter Stimulationsbedingungen für Typ-III-Sekretion in vitro und durch Kokulturversuche mit humanen Zellen, daß P. aeruginosa in einem Biofilm nahezu kein ExoS exprimiert. Im Gegensatz dazu werden im Überstand dieser Kokultur größere Mengen an Exotoxin S durch planktonisch wachsende Bakterien erzeugt. Es ließ sich zeigen, daß das rhl-Quorum-Sensing-System von P. aeruginosa die Expression von ExoS und ExoU hemmen kann. Ebenso vermindert der Sigmafaktor der Stationären Phase RpoS die Expression von exoS ebenfalls stark. Die Mutation des AlgU-Antisigmafaktors MucA führt zu einem Anstieg von ExoS in der stationären Phase. Ein möglicher Regulationsweg durch Quorum Sensing besteht in der Aktivierung von ExsD, einem negativen Regulator des ExoS-Regulons. exsD besitzt in der Promotorregion eine Sequenz, die einer lux-Box, das heißt einer Bindungsstelle für die Regulatorproteine (RhlR, LasR) des Quorum Sensing, entspricht. Diese Ergebnisse zeigen, daß die Typ-III-sezernierten Exotoxine durch die oben genannten Faktoren reguliert werden können. Dadurch könnte die Expression des ExoS-Regulons im wesentlichen auf die exponentielle Phase beschränkt und in der stationären Phase und im Biofilm gehemmt werden. Zum anderen kann die verstärkte Expression von Typ-III-sezernierten Exotoxinen bei Mutation des mucA-Genes zur erhöhten Virulenz von mucoiden Isolaten von P. aeruginosa in vivo beitragen.

Wed, 31 Mar 2004 12:00:00 +0100 https://edoc.ub.uni-muenchen.de/2228/ https://edoc.ub.uni-muenchen.de/2228/1/Mueller_Andreas.pdf Müller, Andreas ddc:540, ddc

Die vorliegende Arbeit beschreibt die durchgeführten Experimente zur Charakterisierung der molekularen Assoziation der Rezeptor-Tyrosinkinase c-Kit mit dem Onkoprotein Bcr-Abl. Es wird in der zeitlichen Abfolge der chronisch myeloischen Leukämie (CML) besonders für die chronische Phase eine Beteiligung des Stammzellfaktors (SCF), dem natürlichen Liganden von c-Kit, an der Proliferation des malignen Zellklons vermutet. Ob hierbei eine Stimulierung durch SCF wesentlich ist, oder ob der Rezeptor von intrazellulärer Seite durch Bcr-Abl stimuliert wird ist eine wichtige Frage für das Verständnis der Progression der CML. Um diese Frage zu beantworten, wurden Expressionssysteme in Säugetierzellen und Insektenzellen optimiert, um eine hohe Produktion von c-Kit zu gewährleisten. Es wurde eine Koexpression von c-Kit und Bcr-Abl hergestellt um gute Bedingungen in den nachfolgenden Immunpräzipitationen (IP) zu schaffen. In diesen Studien konnte eine Kopräzipitation von c-Kit und Bcr-Abl erstmals nachgewiesen werden. Die Bindungspartner waren jeweils im Western-Blot der IP nachweisbar, sowohl nach Präzipitation von Bcr-Abl, als auch von c-Kit. Im Western-Blots konnte der Status der Tyrosinphosphorylierung von c-Kit detektiert werden. Eindeutige Hinweise auf die Aktivierung von c-Kit durch Bcr-Abl konnten durch diese Experimente zum ersten Mal nachgewiesen werden. Punktmutationen an funktionell relevanten Positionen in Bcr-Abl änderten nichts an der gezeigten Interaktion, bis auf eine Kinase-inaktive Mutante, die keine Phosphorylierung von c-Kit mehr bewirkte. Um eine Bindungsstelle in c-Kit zu charakterisieren, wurden dann Trunkationsmutanten von c-Kit hergestellt. Dabei wurde der extrazelluläre Rezeptoranteil entfernt und immer kürzere Mutanten, durch Entfernung einzelner struktureller Domänen von N-terminal, hergestellt. Diese wurden in IPs mit Bcr-Abl eingesetzt. Es konnte für sämtliche Mutanten eine Kopräzipitation gezeigt werden, so dass eine Assoziationsstelle von c-Kit nicht klar ermittelt werden konnte.

Bei diffusen Magenkarzinomen treten in 50% aller Fälle Mutationen im Gen für das Adhäsionsmolekül E-Cadherin auf. Bei einem Fünftel dieser Mutationen ist Exon 9 deletiert, was die Expression einer mutationsspezifischen Proteinstruktur zur Folge hat (d9-E-Cad). Gegen diese tumorspezifische Bindungsstelle wurde ein monoklonaler Antikörper entwickelt(d9MAk). Dieser Antikörper wurde mit Wismut-213 (Bi-213) gekoppelt, einem hochenergetischen alpha-Emitter mit einer Reichweite von 80 µm im Gewebe, einem hohen linearen Energietransfer von 100 keV/µm und einer Halbwertszeit von 45,6 min. Um das therapeutische Potential des lokoregional applizierten Bi-213-Immuinkonjugats bei disseminierter Tumorzellaussaat gegen die Nebenwirkungen auf den Organismus beurteilen zu können, wurde ein Modell der Peritonealkarzinose bei Nacktmäusen durch intraperitoneale Inokulation von humanen Magenkarzinomzellen mit d9-Cad-Expression entwickelt. Sonographie und Kernspintomographie zeigten für die Visualisierung abdominaler Tumormanifestation und posttherapeutischer Tumorregression eine unzureichende Auflösung, während die In-vivo-Fluoreszenzanalyse "Optical Imaging" für diese Anwendungen erste, viel versprechende Ergebnisse lieferte. Diese Darstellungsmethode könnte in weiteren Studien für die Peritonealkarzinose optimiert werden. Mittels Biodistributionsstudien wurde die spezifische Bindung des Bi-213-d9MAk an den Tumor sowie die Verteilung im Organismus im Vegleich zu einem unspezifischen Kontrollantikörper untersucht. Die Bioverteilung zeigte neben einer hochspezifischen Bindung des Bi-213-d9MAk in Tumoren mit d9-E-Cad-Expression niedrige Konzentrationen des Radioimmunkonjugates im Blut und in den Organen. Bei vorliegendem Aszites blieb ein Großteil des Bi-213-d9MAk abdominal retiniert. Die Überlebenszeiten der Tiere nach Inokulation von 1x10E7 Tumorzellen wurden in Abhängigkeit von der applizierten Aktivität des Bi-213-d9MAk in verschiedenen Peritonealkarzinosestadien erfasst. Die mittlere Überlebenszeit von Tieren, die intraperitoneal mit 7,4 MBq Bi-213MAk am Tag 1 nach Tumorzellinokulation therapiert wurden, war mit 232 Tagen etwa zehnmal länger als jene von untherapierten Kontrolltieren, die bereits 24 Tage nach Tumorzellinokulation Aszites, große Tumormassen oder Tumokachexie zeigten. Bei spezifischer Therapie am Tag 8 nach Tumorzellinokulation, also bei fortgeschrittenem Karzinosestadium, verlängerte sich das Überleben der Mäuse auf 187 Tage. Der Unterschied im mittleren Überleben der Tiere nach Applikation von spezifischem Bi-213-d9MAk bzw. von unspezifischem Radioimmunkonjugat war nur bei Therapie am Tag 8 nach Tumorzellinokulation signifikant, da auch unspezifische Radioimmunkonjugate injiziert am Tag 1 nach Tumorzellinokulation deutliche Therapieerfolge bewirkten. Eine i.p. applizierte Aktivität von 22,2 MBq (600 µCi) führte etwa 180 Tage p.i. zu chronischem Nierenversagen. Ohne Nierenprotektion durch kationische Aminosäuren stellt die Niere somit das dosislimitierende Organ bei der Therapie mit Bi-213-d9MAk dar. Die Bewertung von Veränderungen der Tiergewichte ergab keinen toxischen Einfluss von 7,4 MBq (200 µCi) Bi-213-d9MAk auf den Säugetierorganismus. Die Leukozytenzahlen zeigten eine Abnahme in Abhängigkeit von der applizierten Aktivität, erholten sich aber innerhalb von 30 Tagen. Die Häufigkeit chromosomaler Aberrationen erhöhte sich mit zunehmender Aktivität bis 24 h nach Injektion des Bi-213-d9MAk. Zu späteren Zeitpunkten waren keine chromosomalen Aberrationen mehr nachweisbar. Das Radioimmunkonjugat Bi-213-d9MAk eignet sich nach den Resultaten dieser Studie hervorragend für die lokoregionale Anwendung bei disseminierter Tumorzellaussaat im Abdominalraum als Folge primären Magenkarzinoms mit Expression der d9-Mutante des E-Cadherins. Hohe therapeutische Effizienz, insbesondere bei Vorliegen von kleinen Tumorzellaggregaten und Einzelzellen, und niedrige Toxizität zeichnen das neue Radiopharmakon aus. Der therapeutische Einsatz des Bi-213-d9MAk empfiehlt sich besonders perioperativ bei Resektion eines soliden Magenkarzinoms zur Prophylaxe der Peritonealkarzinose aufgrund traumatischer Tumorzelldissemination.

Verschiedene Transkriptionsfaktoren spielen eine Rolle in der Entwicklung myeloischer Zellen. PU.1, ein Transkriptionsfaktor aus der ETS-Familie, ist sowohl für die Entwicklung lymphatischer als auch für die Entwicklung myeloischer Zellen von Bedeutung. Der Transkriptions faktor C/EBPalpha, ein an den CCAAT-Enhancer bindendes Protein, ist hingegen wesentlich verantwortlich für die Entwicklung von Granulozyten. Wir stellen hier den ersten Nachweis dafür vor, dass C/EBPalpha die Funktion von PU.1 blockiert. PU.1 und C/EBPalpha können einander binden und sind in myeloischen Zellen kolokalisiert. Wenn C/EBPalpha PU.1 bindet, kann PU.1 einen minimalen Promotor mit Bindungsstelle für PU.1 nicht mehr aktivieren. Wir zeigen, dass der Leuzin-Zipper in der DNA-bindenden Domäne von C/EBPalpha mit der beta3/beta4-Region in der DNA-bindenden Domäne von PU.1 interagieren kann. Dadurch wird der Koaktivator von PU.1, c-jun, aus seiner Bindung mit PU.1 verdrängt. C/EBPalpha hemmt PU.1 nicht, indem es Korepressoren rekrutiert. Vielmehr vermindert C/EBPalpha die Expression von PU.1 in U-937-Zellen mit induzierbarem C/EBPalpha, indem es den autoregulatorischen Effekt PU.1 auf den PU.1-Promotor hemmt. Ausserdem blockiert C/EBPalpha die durch PU.1 bedingte Entwicklung dendritischer Zellen aus CD34+ menschlichen Nabel blutzellen. Diese funktionelle Blockade von PU.1 durch C/EBPalpha könnte einer der Mechanismen sein, mit denen C/EBPalpha den durch PU.1 determinierten Weg der Zelldifferenzierung hemmt und sich Zellen unter dem Einfluss von C/EBPalpha zu Granulozyten entwickeln.