Einfluss der ERM-Proteine auf die Protrusion- Ausbildung und Zell ...

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1. Einleitung Hepatozyten nur Radixin (Amieva et al. 1994). Hingegen sind in kultivierten Epithel- und Fibroblastenzellen Ezrin, Radixin und Moesin meist coexpremiert, was auf den Verlust der gewebsspezifischen Regulation der ERM-Expression schließen lässt (Bretscher et al. 1999, Tsukita et al. 1997). Mikroskopische Untersuchungen haben gezeigt, dass die ERM-Proteine an Aktin-reichen Oberflächenstrukturen, wie Mikrovilli und Mikrospikes, in Teilungsfurchen, im Zellsaum und in Zell- Zell und Zell-Matrix Verbindungen lokalisieren (Berryman et al. 1993, Sato et al. 1992). Des weiteren wurden auch in den Listerien-induzierten Membranausstülpungen, den „Protrusions“, ERM-Proteine (Sechi et al. 1997) entdeckt. Jedoch kommt es auch bei der subzellulären Verteilung der einzelnen ERM-Proteine zu Unterschieden. Einige Untersuchungen lassen vermuten, dass die einzelnen Mitglieder der ERM-Familie in Vertebraten funktionelle Redundanzen aufweisen. So konnte bei einer Moesin-defizienten Maus kein Phänotyp festgestellt werden, auch zeigten sich keine Änderungen in den Expressionsleveln der anderen ERM-Proteine (Doi et al. 1999). Andere Studien scheinen auf überlappende aber unterschiedliche Funktionen der ERM-Proteine hinzuweisen (Bonilha et al. 1999, Castelo und Jay 1999, Paglini et al. 1998). Ebenso sprechen die unterschiedlichen Empfindlichkeiten der stark homologen ERM-Proteine gegenüber Proteasen (Shcherbina et al. 1999, Yao et al. 1993) für sich überschneidende, aber leicht unterschiedliche, gewebsspezifische Funktionen. Erst weitere Untersuchungen mit erweiterten „knockout“-Systemen werden die Frage nach der Redundanz bzw. den unterschiedliche Funktionen der ERM-Proteine klären. Insgesamt scheinen die ERM-Proteine eine essentielle Schlüsselfunktion an der Schaltstelle zwischen Plasmamembran und Aktinzytoskelett einzunehmen (Bretscher et al. 2000), worauf auch das Vorkommen eines ERM-Gens in Drosophila melanogaster und zweier Gene in C. elegans (McCartney und Fehon 1996) hindeuten. Die Proteinstruktur der ERM-Familie wird repräsentativ durch das Ezrin in Abb. 2 dargestellt. Das Protein lässt sich in drei Domänen unterteilen. Die N-terminale Domäne wird auch als N-ERMAD (Nterminale ERM assoziierte Domäne) oder auf Grund der hohen Homologie zu der N-terminalen Domäne des Erythrozytenmembran-Proteins Bande 4.1 als Bande 4.1 Homologie-Domäne (engl. FERM-domain: four-point-one ERM domain) beschrieben und umfasst eine Länge von ca. 300 Aminosäure-Resten (AS). Diese innerhalb der ERM-Proteine stark konservierte aminoterminale Domäne ist relativ Protease-resistent (Franck et al. 1993, Niggli et al. 1995) und besitzt eine kompakte Struktur (Pearson et al. 2000). N-ERMAD-Domänen finden sich in zahlreichen Proteinen wieder, inklusive der Protein-Tyrosin-Phosphatasen, und werden generell als membran-verankernde Module angesehen (Chrishti et al. 1998, Turunen et al. 1998). 6
1. Einleitung Im Anschluss an die N-ERMAD befindet sich eine weniger stark konservierte 183 AS lange α- helicale Domäne. Von dieser Domäne wird angenommen, dass sie eine α-helicale „coiled-coil“ Struktur ausbildet. Die daran anschließende C-terminale Domäne wird in Analogie zum N-Terminus (N-ERMAD) als C-ERMAD bezeichnet. Diese Bindungstelle ist bei den drei ERM-Proteinen vorzufinden, jedoch nicht bei Merlin. Direkt vor der C-ERMAD befindet sich eine Prolin-reiche Region, die aus einem Hepta-Prolin-Motif besteht. Diese Prolin-reiche Region findet man bei Ezrin, Radixin und Merlin jedoch nicht bei Moesin (Tsukita et al. 1997). Innerhalb der N-ERMAD zeigen sich relativ große Homologien zwischen Merlin und den ERM- Proteinen, jedoch ist die restliche Sequenz weniger stark konserviert. Dennoch weist auch Merlin eine α-Domäne auf, die wahrscheinlich eine sog. „coiled-coil“ Struktur ausbildet. Der anschließenden C- ERMAD geht eine Prolin-reiche Region voraus (s. Abb. 1). N-ERMAD α-helicale Domäne Poly-Prolin-Region Aktin-Bindungsstelle 468-474 Tyr145 Tyr353 Thr567 Bande 4.1 Homologie-Domäne 1 296 585 C-ERMAD Abb. 2: Domänen-Struktur des Ezrins Aufgeführt sind die jeweiligen Protein-Domänen mit ihren Lokalisationen im Protein, die Zahlen geben die Aminosäure-Reste an. Über dem Protein sind schematisch die drei bekannten Phosphorylierungsstellen dargestellt . Die N-ERMAD der ERM-Proteine weisen diverse Bindungsstellen zu Membran-Proteinen bzw. Membran-assoziierten Proteinen auf. Zu diesen Proteinen gehören u.a. CD44, CD43, ICAM-1, ICAM- 2 und ICAM–3, EBP50 und E3KARP (s. Tab.1). Die Bindung zu der Plasmamembran erfolgt dabei entweder direkt oder indirekt. Die ERM-Proteine interagieren direkt mit sog. „single-pass“- Membranproteinen. Dies sind Proteine, die die Membran nur einfach durchspannen. Dem gegenüber erfolgt eine indirekte Bindung zu den „multi-pass“-Membranproteinen über die Adaptorproteine EBP50 und E3KARP. Für die direkte Bindung von Membranproteinen zu den ERM-Proteinen ist ein positiv geladener Aminosäure-Cluster in einer membranständigen Position notwendig, den alle ERM- Bindungspartner gemeinsam haben (Yonemura et al. 1998). Die ERM-Bindungsdomäne in EBP50 und E3KARP befindet sich in den 28 C-terminalen Aminosäuren (Reczek und Bretscher 1998, Yun et al. 1998). 7
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Erkennung der dsRNA durch Assoziati
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3. Ergebnisse Durch die Verwendung
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