< Terug naar vorige pagina

Project

De rol van de interactie van het PDZ eiwit syntenine 2 met nucleaire lipiden en nucleïnezuren.

PDZ (</>PSD-95/Discs-large/ZO-1</>) domeinen</> </>zijn de hoofdcomponenten van de scaffold eiwitten waar ze als hub zowel de specificiteit, dynamiek als de stroom aan informatie in de cel controleren. </>PDZ domeinen werden oorspronkelijk geïdentificeerd als eiwit-eiwit interactie domeinen </>die een rol spelen in de vorming van</> </>multi</>-eiwit complexen aan het membraan. Hun eigenschap om signaalcomplexen te vormen werd hoofdzakelijk toegewezen aan hun vermogen om </>het C-terminale einde </>te</> binden van talrijke membraanreceptoren. Dit idee veranderde toen aangetoond werd dat sommige PDZ domeinen kunnen interageren met fosfoinositiden (PtdInsPs). PtdInsPs spelen een belangrijke rol in de cel, waar ze niet alleen signalen regelen of verwerken, maar eveneens dienst doen als docking sites voor specifieke eiwitten. PtdInsPs zijn essentieel voor verscheidene processen in de cel waaronder</> membraanverkeer, het hermodelleren van het cytoskelet, de transcriptie van genen, RNA editing ende celcyclus. PtdInsPs komen vaak voor in de subcellulaire omgeving, zositueert PtdIns(4,5)P2 bijvoorbeeld zich hoofdzakelijk aan het plasmamembraan, terwijl PtdIns3P en PtdIns4P, respectievelijk meer teruggevondenworden in de early</> endosomen en het trans</>-Golgi netwerk. Bovendien kunnen de cellulaire hoeveelheden van PtdInsPs dynamisch gereguleerd worden wat essentieel is voor een continue veranderende ruimtelijke dynamiek binnenin de cel. Zo is in niet gestimuleerde cellen PtdIns(3,4,5)P3 bijvoorbeeld terug te vinden aan het plasmamembraan in zeer lage concentraties, maar na stimulatie neemt de concentratie sterktoe.</>
In dit project onderzochten we het volgende: </>(i) het voorkomen en de specificiteit van PDZ-PtdIndP interacties, (ii) de mechanismen die de PDZ-PtdInsP interacties regelen en controleren, (iii) de wisselwerking tussen peptide en PtdInsPs bij PDZ-bevattende eiwitten, (iv) de biologie van PDZ-PtdInsP interacties in de celkern. </>
Om de aanwezigheid van PDZ-PtdInsP interacties te bepalen hebben we zowel het </>Drosophila</></> als het menselijk proteoom voor PtdInsPs-</>interagerende PDZ domeinen gescreend.</> </>We identificeerden verscheidene nieuwe PtdInsPs bindende PDZ domeinen met behulp van een celgebaseerde screening en bijkomende in vitro</></> bindings experimenten. Voor sommige van deze PDZ domeinentoonden we PtdInsPs-afhankelijke subcellulaire targeting aan door middel van verscheidene lipiden modificerende behandelingen. </>We toonden eveneens aan dat </>PDZ-PtdInsP interacties</> </>versterkt lijken te worden door middel van bijkomende elektrostatische interacties met andere anionische fosfolipiden. </>
Meer in het bijzonder identificeerden we welke enzymen door het metaboliseren van P</>td</>I</>ns</>Ps </>een invloed hebben op</> de subcellulaire distributie van PDZ.</> </></>We observeerden daarbij dat de PDZ domeinen een verschillende gevoeligheid hebben voor PtdIns(4,5)P2-modificerende enzymen, de welke afhankelijk is van de soort en localisatie. Dit suggereert dat deze interacties plaatsvinden in een verschillende functionele context en dat deze op een verschillende manier kunnen gereguleerd worden. </>
Verder onderzochten we welke mechanismen syntenin-1 naar het plasmamembraan brengen. We toonden aandat </>één enkel PDZ domein een rol kan spelen bij de lokalisatie van syntenin-1 aan het plasmamembraan door de </>samenwerking tussen peptide en PtdIns(4,5)P2 binding</>. Bovendien toonden we aan dat syntenin-1 ooknaar het plasmamembraan kan worden gebracht door auto-inhibitie. De N-terminus van syntenin-1 bevat namelijk een zelfinhiberende peptide sequentie die gereguleerd kan worden door een verandering in fosforylatie. De C-terminus daarentegen bevat basische aminozuren die verantwoordelijk zijn voor electrostatische interacties met anionische lipiden en die de door PDZ-gecontroleerde associatie tussen syntenin-1 en het plasma membraan versterken.</>
Om inzicht te verwerven in PDZ-PtdInsPs interacties in de kern onderzochten we de rol van syntenin-2 in de kern. Met behulp van biochemie en microscopie toonden we aan dat syntenin-2 eerder zwak bindt aan het chromatine en een invloed kan hebben op de expressiehoeveelheid van bepaalde nucleaire speckle eiwitten en geconcentreerd wordt in de stress granules na stress. Deze data wijzen op een functionele link met nucleïnezuren.</></>
Samengevat toonden onze data dat PDZ-PtdInsPsinteracties voorkomen in de cel, onder strikte controle staan en relevant zijn voor de functie van PDZ-domein bevattende eiwitten. </>
Datum:1 sep 2008 →  30 sep 2013
Trefwoorden:Nuclear speckles, Nucleic acids, Nucleioli, PDZ domain, Phosphoionsitides, PIP2, Syntenin-2
Disciplines:Microbiologie
Project type:PhD project