Dokument: Einfluss von Vinexin-beta und Galectin-1 auf die Tiam1-vermittelte Signalweitergabe

Titel:	Einfluss von Vinexin-beta und Galectin-1 auf die Tiam1-vermittelte Signalweitergabe
Weiterer Titel:	Influence of Vinexin-beta and Galectin-1 on Tiam1-mediated signaling
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=17212
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20110228-113744-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. rer. nat. Karatas, Sandra [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,35 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 07.02.2011 / geändert 07.02.2011
Beitragende:	Prof. Dr. Engers, Rainer [Gutachter] Prof. Dr. Lammert, Eckhard [Gutachter]
Stichwörter:	Tiam1/Rac-Signalweg, Galectin-1, Vinexin-beta, Metastasierung, Invasion
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Tiam1 ist ein spezifischer Aktivator der kleinen GTPase Rac. Tiam1 und Rac regulieren wichtige zelluläre Prozesse bezüglich maligner Transformation, Tumorprogression und Metastasierung. Trotz dieser wichtigen Funktionen für Tiam1 ist bislang nur wenig darüber bekannt, wie seine Aktivität reguliert wird. In Vorversuchen zu der vorliegenden Arbeit wurden das Adapter-Protein Vinexin-β (Vin-β) und das Lectin Galectin-1 (Gal-1) mittels eines Y2H in einer humanen cDNA- Bank der Niere als neue Bindungspartner für Tiam1 identifiziert. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Interaktionen zwischen Tiam1 und den beiden neu identifizierten Bindungspartnern zu charakterisieren und hinsichtlich ihrer funktionellen Bedeutung für die Tiam1/Rac-Signaltransduktion zu untersuchen. Um die Bedeutung der Tiam1-Vin-β-Interaktion näher zu analysieren, wurde zunächst die Lokalisation beider Proteine in BA-HAN-1C Zellen mittels konfokaler Lasermikroskopie untersucht. Die Ergebnisse zeigten eine Interaktion beider Proteine im Cytoplasma der Zellen und in den Tiam1-induzierten Membrankräuselungen. Dabei hatte Vin-β keinen Einfluss auf den von Tiam1 induzierten Phänotyp der Zelle. Die spezifische Bindung von Vin-β an Tiam1 konnte zudem durch Co-Immunopräzipitation bestätigt werden. Interessanterweise wurde die Tiam1-Vin-β-Interaktion durch die EGF-induzierte Aktivierung von Ras gesteigert. Zusätzlich hemmte Vin-β unabhängig von EGF-Stimulation die Bindung von Tiam1 an Ras-GTP. Darüber hinaus konnte beobachtet werden, dass Vin-β auch die Tiam1/Rac- induzierten Aktivierungen der Serin/Threonin Protein Kinase Akt und des c-fos Serum Response Elements (SRE) hemmte und damit die Signalwege unterhalb von Rac selektiv beeinflusst. Die Untersuchungen zur funktionellen Relevanz dieser Interaktion zeigten, dass weder Tiam1 noch Vin-β einen Einfluss auf das Invasionsverhalten von COS-7-Zellen hatte. Die Tiam1-induzierte Migration dieser Zellen wurde jedoch durch Vin-β gehemmt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Adapter-Protein Vin-β ein neuer Bindungspartner von Tiam1 ist, der die selektive Aktivierung der nachgeschalteten Signalwege von Tiam1 und Rac zumindest teilweise beeinflusst. Zudem wurde eine mögliche Verbindung zwischen dem EGF-R- und dem Tiam1-Rac-Signalweg aufzeigt. Die Tiam1-Gal-1-Interaktion wurde zunächst ebenfalls auf eine Co-Lokalisation in Zellen untersucht. Diese fand sich im Cytoplasma und in den Tiam1-induzierten Membrankräuselungen. Dabei hatte Gal-1 keinen Einfluss auf den Tiam1-induzierten Phänotyp der Zellen. Die Spezifität der Tiam1-Gal-1-Interaktion wurde anschließend durch Co-Immunopräzipitation verifiziert. Im Gegensatz zu Vin-β hatte Gal-1 jedoch keinen Einfluss auf die Tiam1 vermittelten Signalwege unterhalb von Rac in COS-7- und HEK293-Zellen. Galectin-1 hat sowohl intrazelluläre als auch extrazelluläre Funktionen und durch Co-Transfektion von Galectin-1 mit verschiedenen Tiam1-Deletionsmutanten konnte gezeigt werden, dass die Sekretion von Galectin-1 deutlich durch Tiam1-Mutanten gesteigert wurde, die den N-Terminus und / oder die PHn-CC-Ex-Domäne beeinhalten. Es gibt Hinweise, dass Galectin-1 durch eine direkte Translokation entlang der Plasmamembran sezerniert wird. Daher wird angenommen, dass Galectin-1 durch die Interaktion mit Tiam1 an der Zellmembran stabilisiert wird, um anschließend in den Extrazellularraum sekretiert zu werden. In funktionellen Untersuchungen konnte kein Effekt von Gal-1 auf die Migration von COS-7-Zellen gezeigt werden. Allerdings führte die Co-Expression von Tiam1 und Gal-1 zu einem Ungleichgewicht in der Expression von invasionsfördernden MMPs zu TIMPs, so dass das invasive Potential der Zellen nach Überexpression von Tiam1 zusammen mit Gal-1 zunimmt Die Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass Gal-1 möglicherweise in der Signalweiterleitung unterhalb von Tiam1 und Rac anzuordnen ist. Tiam1 is a specific activator of the Rho-like GTPase Rac and Tiam1/Rac signaling plays a major role in malignant transformation, migration, invasion and metastasis. Despite these important functions, the molecular mechanisms regulating Tiam1 activity are only poorly understood. By using Tiam1 as bait in an Y2H of a human kidney cDNA library, the adaptor protein Vinexin-β (Vin-β) and the lectin Galectin-1 (Gal-1) were identified as potential new binding partners of Tiam1. The aim of this work was to verify the Tiam1-Vin-β- and Tiam1-Gal-1 interaction respectively on the protein level with regard to potential functional consequences. Co-transfection of Tiam1/Vin-β and subsequent laser scanning microscopy of BA-HAN-1C cells revealed co-localization of both proteins in the cytoplasm as well as in Tiam1-induced membrane ruffles. However, Vin-β had no effects on the Tiam1-induced alterations of the actin cytoskeleton. Biochemically, the specific interaction of Tiam1 and Vin-β was verified by co-immunoprecipitation studies. Interestingly, binding of Vin-β to Tiam1 could be stimulated by epidermal growth factor (EGF). At the same time Vin-β inhibited the Tiam1-interaction with Ras-GTP independently upon EGF-stimulation. Furthermore Vin-β was likely to inhibit Tiam1/Rac-mediated activation of the serine/threonine protein kinase Akt and the c-fos serum response element (SRE). Moreover Vin-β inhibited Tiam1-induced migration in COS-7-cells while neither Tiam1 nor Vin-β might affect invasion of COS-7-cells. These results suggest that the adaptor protein Vin-β is a new binding partner of Tiam1 who may direct Tiam1/Rac signaling towards specific downsteam signalling pathways. This provides a new molecular link between growth factor-dependent signaling and Tiam1/Rac signaling. Investigation of the Tiam1-Gal-1 interaction also revealed co-localisation of both proteins in the cytoplasm as well as in Tiam1-induced membrane ruffles of BA-HAN-1C cells. Gal-1 did not affect the Tiam1-induced phenotype of the cells in any direction. The specific interaction of Tiam1 and Gal-1 was confirmed by using co-immunoprecipitation. In contrast to Vin-β Gal-1 had no detectable effects on Tiam1-mediated Rac downstream signaling pathways in COS-7 and HEK293 cells. The intracellular and extracellular activity of Gal-1 has been described. After co-transfection of Gal-1 with different Tiam1 deletion mutants we could show that secretion of Gal-1 is enhanced by Tiam1 mutants that contain the N-terminus and/or the PHn-CC-Ex-domain. There is evidence that Gal-1 is secreted via direct translocation across the plasma membrane and we assume that Gal-1 is stabilized at the plasma membrane through its interaction with Tiam1. Finally, while Gal-1 had no effect on migration of COS-7 cells, co-expression of Tiam1 and Gal-1 led to imbalances between MMP and TIMP expression which might be a hint for increased invasion of these cells.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	28.02.2011
Dateien geändert am:	28.02.2011
Promotionsantrag am:	16.11.2010
Datum der Promotion:	24.01.2011