Dokument: Characterization of the TMBIM protein family and the role of TMBIM6 (Bax Inhibitor-1) in vivo
| Titel: | Characterization of the TMBIM protein family and the role of TMBIM6 (Bax Inhibitor-1) in vivo | |||||||
| Weiterer Titel: | Charakterisierung der TMBIM Protein Familie und der Rolle von TMBIM6 (Bax Inhibitor-1) in vivo | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=38204 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20160531-103111-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Lisak, Dmitrij [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Aberle, Hermann [Gutachter] Prof. Dr. Methner, Axel [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist der größte intrazelluläre Ca2+-Speicher und beeinflusst eine Vielzahl nachfolgender Prozesse durch Ca2+-Ausschüttung. Es ist weiterhin an der Faltung und Modifikation einer Vielzahl von Proteinen beteiligt. Fehlgefaltete Proteine verursachen ER Stress, der durch die Proteine IRE1α, PERK and ATF6 wahrgenommen wird und die versuchen die ER Homöestase durch einen Prozess namens “unfolded protein response” (UPR) wiederherzustellen.
Bax Inhibitor-1 (BI-1) is ein evolutionär konserviertes Protein, das über sechs Transmembran-Domänen verfügt, in der ER Membran lokalisiert ist und einen C-terminalen di-Aspartat pH-Sensor hat. BI-1 ist ein Ca2+-Kanal und interagiert mit IRE1α; es stellt daher eine Brücke zwischen dem intrazellularen Ca2+-Haushalt und der UPR dar. BI-1 ist auch der Begründer der transmembrane BAX inhibitor motif containing (TMBIM) Proteinfamilie und in unserer ersten Publikation haben wir die Verwandschaftsverhältnisse zwischen den sechs TMBIM Proteinen, ihrer Struktur und ihre mögliche Funktion als kalziumregulierende Proteine untersucht. Wir entdeckten, dass der di-Aspartat pH-Sensor bei allen TMBIM Proteinen sowie in deren bakteriellen Homolog BsYetJ konserviert ist. Zudem haben sie eine ähnliche sekundäre Struktur und sind hauptsächlich in den Membranen von intrazellulären Ca2+-Speichern zu finden. Korrelierend mit ihrer Lokalisierung führte ihre Überexpression zur Erhöhung der Ca2+ Menge in den intrazellulären Speichern. In der zweiten Studie untersuchte ich den Effekt eines BI-1 Knockout in vivo. Wir beobachteten eine erhöhte Anzahl von Marginalzonen B-Zellen in BI-1 KO Mäusen, was mit einer konstitutiven Translokation von NF-κB in den Nukleus einherging. Dies korrelierte mit einer erhöhten ER Ca2+-Konzentration, aber nicht mit ER-Stress. T- und B-Zellen in Kultur leiden unter erhöhtem Zelltod welcher von einer Ca2+-Überfüllung der Mitochondrien herrührt. In vivo ist sowohl die T-Zell abhängige Experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis als auch die B-Zell abhängige Antikörper Produktion beeinträchtigt, was darauf hindeutet dass BI-1 eine wichtige Funktion während der adaptiven Immunantwort spielt indem es den intrazellulären Kalziumhaushalt in Lymphozyten reguliert.The endoplasmic reticulum (ER) is an intracellular organelle that serves a multitude of functions like protein folding and modification but is also the largest cellular Ca2+ store and thereby controls myriads of downstream processes through Ca2+ release. Misfolded proteins cause ER stress, which is sensed through the three proteins IRE1α, PERK and ATF6, which try to reestablish ER homeostasis through a process called the unfolded protein response (UPR). Bax Inhibitor-1 (BI-1) is an evolutionary extremely conserved ER membrane protein containing six transmembrane domains with a C-terminal di-aspartyl pH sensor. By being a pH-dependent Ca2+-leak channel on the one hand and by directly interacting with IRE1α on the other hand, it bridges the two important functions of Ca2+ homeostasis and ER stress resolution. BI-1 is also the founding member of the transmembrane BAX inhibitor motif containing (TMBIM) protein family. In this work, I first studied the relationship between the six TMBIM family members, their structure and their impact on the intracellular Ca2+ homeostasis. We found the di-aspartyl pH sensor to be conserved in all TMBIM proteins as well as in their bacterial homologue BsYetJ. They also share a similar structure, computed by bioinformatical tools and are mainly located in intracellular Ca2+ stores like the ER and Golgi apparatus, which is reflected by an increase of the intracellular Ca2+ levels caused by their overexpression. In my second study, I investigated the effects of a BI-1 knockout in vivo. I, together with my collaborators, observed increased numbers of splenic marginal zone B cells in BI-1-deficient mice, which was accompanied by constitutive nuclear translocation of NF-κB proteins. This correlated with increased ER Ca2+ content but not with ER stress. T and B cells show increased apoptosis in culture due to an exhausted mitochondrial Ca2+ buffer capacity. In vivo, T cell-dependent experimental autoimmune encephalomyelitis and B cell-dependent antibody production are attenuated in BI-1 KO mice, suggesting that BI-1 plays a major role in the functioning of the adaptive immune system by regulating intracellular Ca2+ homeostasis in lymphocytes. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 31.05.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 31.05.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 08.10.2013 | |||||||
| Datum der Promotion: | 24.06.2015 |
