Dokument: Identification and functional analysis of interaction partners of the apoptosis inhibitor DIAP1 in Drosophila

Titel:	Identification and functional analysis of interaction partners of the apoptosis inhibitor DIAP1 in Drosophila
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3087
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20050508-001087-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Gagic, Mirjana [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 22,83 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	PD Dr. Müller, Hans-Arno Josef [Gutachter] Prof. Dr. Knust, Elisabeth [Gutachter] PD Dr. Höcker, Ute [Gutachter]
Stichwörter:	DIAP1,Apoptose,Ral,GTPase,Oogenese,Migration,vacuolare ATPase,DE-CadherinDIAP1,Apoptosis,Ral,GTPase,Oogenesis,Migration,vacuolar ATPase,DE-Cadherin
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Apoptose ist ein Prozess zur Entfernung geschädigter oder für die weitere Entwicklung nicht mehr benötigter Zellen aus einem Organismus. Apoptose wird bewirkt durch die Aktivierung von speziellen Proteasen, den Caspasen, die zu Apoptose durch katalytische Spaltung von zellulären Strukturproteinen führen. Daraus resultiert der Zusammenbruch der Zellintegrität, ohne dass Nachbarzellen in Mitleidenschaft gezogen werden. Die einzigen bekannten Proteine die Apoptose durch Blockade von Caspasen verhindern können sind Inhibitor of Apoptosis Proteine (IAP`s). Ein wichtiges IAP in Drosophila melanogaster ist DIAP1. DIAP1 ist notwendig für das Überleben nahezu aller Zellen sowohl während der Embryogenese als auch in anderen Entwicklungsstadien. Wie einige andere IAP`s besitzt DIAP1 zwei BIR Domänen und eine E3-Ubiquitin Ligase Domäne, die für seine Funktion essentiell sind. Die antiapoptotische Funktion von DIAP1 wird durch wenige bereits bekannte Proteine geregelt, die an die BIR Domänen binden und auch die E3-Ubiquitin Ligase Funktion von DIAP1 beeinflussen können. In dieser Arbeit wurde ein Hefe-Zwei-Hybrid Screen mit DIAP1 durchgeführt um weitere mit DIAP1 interagierende Proteine zu finden. Dabei wurde eine Reihe von Proteinen identifiziert, die das Zytoskelett beeinflussen, Signaltransduktionskaskaden regulieren, generelle metabolische Funktion haben oder an der Regulation der Protein Synthese oder Degradation beteiligt sind. Von den mit DIAP1 interagierenden Proteinen wurden eine Untereinheit der vacuolaren H+-ATPase sowie die Ras ähnliche kleine GTPase Ral für weitere Studien ausgewählt. Wie diese Arbeit zeigt, führt die funktionelle Inhibition der v-H+ATPase zur Induktion von Apoptose in Drosophila Zellkultur. Es wurden Evidenzen gefunden, dass die Freisetzung von Cathepsinen aus den Lysosomen ins Zytoplasma die Aktivierung von Caspasen und somit die Apoptose auslöst. Somit kann gezeigt werden, dass die Integrität der Lysosomen wichtig für das Überleben von Drosophila Zellen ist. Die Funktion der kleinen GTPase Ral ist wenig beschrieben, jedoch ist bekannt, dass Drosophila Ral die Migration von Zellen und den Jun N-terminal Kinase (JNK) Signaltransduktionsweg beeinflussen kann. Diese Arbeit zeigt, dass Ral in Kulturzellen partiell mit DIAP1 ko-lokalisiert und dass Ral die Proteinstabilität von DIAP1 positiv reguliert. Dieser Mechanismus beeinflusst sowohl die Apoptose von Zellen, als auch deren Migration. Die funktionelle Analyse von Zellen, denen Ral oder DIAP1 fehlt zeigt, dass beide Proteine die Proteinkonzentration des Zelladhäsionsmoleküls DE-Cadherin regulieren. Während der Oogenese von Drosophila ist DE-Cadherin nicht nur für die Adhäsion wichtig sondern auch für die Migration einiger Follikelzellen, den Zentripetalzellen. Wenn Ral oder DIAP1 nicht in ausreichender Menge vorhanden sind, kommt es zu Defekten in der Oogenese, die sich durch die reduzierte Menge an DE-Cadherin in den Zentripetalzellen erklären lassen. Genetische Daten und die Aktivität eines Reportergens zeigen weiterhin, dass DIAP1 den JNK Signaltransduktionsweg in den Zentripetalzellen reguliert und somit direkt auf Zellformveränderungen Einfluss nehmen kann. Neben der Inhibition der Apoptose hat DIAP1 somit ebenfalls eine wichtige Funktion in der Kontrolle von morphogenetischen Bewegungen während Entwicklungsprozessen von Drosophila. Drosophila melanogaster Inhibitor of apoptosis, DIAP1, is required for the survival of nearly all cells in the embryo during development. DIAP1 has two BIR domains and RING domain with E3 ubiquitin ligase activity. Its main role in the cells is to block caspases and prevent activation of the proteolytic cascade that leads to apoptosis. Additionally, DIAP1 differentially localizes within specific tissues in different developmental stages, which implicates possible other, apoptosis unrelated, functions. The yeast two hybrid screen performed in this work had the purpose to identify novel interaction partners of DIAP1. Among isolated candidates are members of diverse protein families: cytoskeleton components, signalling molecules, enzymes of general metabolism, proteins involved in the regulation of protein synthesis and degradation etc. The vacuolar H+-ATPase proved to be a potentially interesting candidate because of its functional importance in preserving integrity of the lysosomal compartment. In this work it has been shown that inhibition of v-H+-ATPase causes apoptosis in Drosophila cell culture. This process is caspase dependent and is probably triggered by cathepsin release into the cytoplasm. These data provide a first evidence of a possible role that lysosomes have in the control of apoptosis in Drosophila. Identification of the Ral GTPase as a novel binding partner of DIAP1 and its functional characterization helped to describe a novel function of the apoptosis inhibitor in regulation of migration during oogenesis. Evidence is presented that Ral partially co localizes with DIAP1 and that Ral is required for stabilization of DIAP1 protein levels. This mechanism influences cell survival as well as morphogenesis. Functional analysis of Ral and DIAP1 mutant cells strongly suggest that these proteins regulate changes in adhesion which are required for induction of movement in the follicle epithelium. It is shown that stable DIAP1 protein levels, maintained by Ral, are needed for regulation of DE-Cadherin, an adhesion molecule that is known to be of crucial importance for the cell migration during oogenesis. Genetic interactions and activity of reporter genes indicate that DIAP1 inhibits the JNK signalling pathway in the centripetal cells and thereby directly affects cell shape changes. It can be concluded that DIAP1, although necessary for inhibition of apoptosis, plays an additional important role in control of morphogenetic movements during development.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	08.05.2005
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	29.04.2005
Datum der Promotion:	29.04.2005