Funktionelle Untersuchungen der beiden Alien-Isoformen Alienα und CSN2

Kob, Robert

In dieser Arbeit konnten anhand eines Interaktionsassays Proteine der allgemeinen Transkriptionsinitiation und DNA-Reparatur, wie p33ING, als Interaktionspartner von Alien beschrieben werden. Des Weiteren wurde der Einfluss von Alien auf das Ubiquitin / Proteasom-System untersucht. Dabei konnte zum ersten Mal die Interaktion der Alien-Isoformen mit dem APC/C beschrieben werden. Infolge der Deregulation des APC/C durch die Überexpression von Alienα beziehungsweise CSN2 wurden die zellulären Proteinkonzentrationen verschiedener Zellzyklusregulatoren, wie Cyclin A, CDC6 und SnoN, verändert. Die Phosphorylierung von Alienα durch CDC2 führt dabei zur Inhibition der Interaktion mit dem APC/C in der Mitose. Auf der einen Seite konnte gezeigt werden, dass die Mimikrierung einer dauerhaften Phosphorylierung von Alienα die Bindung an den APC/C reprimiert. Dadurch wurden sowohl der APC/C Komplex als auch mehrere seiner Untereinheiten destabilisiert. Auf der anderen Seite führte die Deletion der Phosphorylierungsstelle zu einer dauerhaften Interaktion von Alienα und dem APC/C. Deshalb akkumulierten mitotische Cycline in der G1-Phase und der gesamte Zellzyklus wurde schneller durchlaufen. Darüber hinaus wurde eine Anhäufung von genetischen Schäden durch diese Deregulation des Zellzykluses gezeigt. Folglich kann eine Punktmutation in Alienα zum Umschalten zwischen einem langsamen, kontrollierten zu einem schnellen Zellzyklus mit vielen genetischen Schäden führen. Zusammenfassend wurde die Rolle von Alien sowohl als Transkriptionsfaktor, als auch bei der Regulation der Degradation von Proteinen bestätigt und um zusätzliche Wege erweitert. Damit konnte gezeigt werden, dass Alien in den Zellzyklus eingreift und für die genetische Stabilität und die Reduktion der Apoptose entscheidend ist. Aufgrund seiner Stellung als multifunktionaler Regulator zellulärer Prozesse könnte Alien somit für die Kontrolle der Tumorentstehung und Progression wichtig sein.

In this work Alien was found to interact with several proteins of the general transcription initiation and DNA repair. Additionally, it could be shown that the two tumor suppressors p33ING1 and p33ING2 bind to Alienα and regulate its function. Furthermore the influence of Alien on the ubiqutin/proteasome system was examined. Hereby, the interaction of both Alien isoforms with the APC/C could be shown for the first time. By deregulating the APC/C through overexpression of Alienα as well as CSN2 the protein amount of several cell cycle regulators like Cyclin A, CDC6 and SnoN was altered. Due to the high homology of the two Alien isoforms a competition between Alienα and CSN2 for binding to the APC/C was detected. Phosphorylation of Alienα by CDC2 potentially inhibits the Alienα APC/C interaction during mitosis. On the one hand a mutation that mimics a constitutive phosphorylation of Alienα abolished its binding to the APC/C. Following, the APC/C complex as well as at least two of its subunits were destabilized. On the other hand deletion of the phosphorylation site leads to a permanent interaction of Alienα with the APC/C and higher concentrations of mitotic cyclins in the G1 phase. Thereby the whole cell cycle is accelerated and the accumulation of genetic instabilities is induced. So a single point mutation of Alienα switches between a slow, regulated cell cycle and a fast cell cycle possessing many genetic alterations. Deregulated Alien was shown to alter the cell cycle, increases genetic instability and reduces apoptosis. In conclusion Alien might be a key factor for prevention of tumor development and progression.

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Kob, Robert: Funktionelle Untersuchungen der beiden Alien-Isoformen Alienα und CSN2. 2010.

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