Zusammenfassung


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Das Ubiquitin-Proteasom-System sorgt in eukaryontischen Zellen für einen kontrollierten Abbau von Proteinen. Im diesem Rahmen erfüllt es essentielle regulatorische Aufgaben, z.B. innerhalb des Zellzyklus, bei der Immunabwehr und in der Apoptose. Das 20S Proteasom ist als Multikatalytischer Protease Komplex der zentrale Bestandteil dieses Systems und spielt somit auch in vielen pathophysiologischen Prozessen eine wichtige Rolle.

In der vorliegenden Arbeit sollte vor allem der Zusammenhang von strukturellen und funktionellen Merkmalen der 20S Proteasom-Subtypen untersucht werden. Es wurde gezeigt, dass sich gereinigtes 20S Proteasom aus HeLa- und HeLaS3-Zellen chromatographisch in Subtypen auftrennen lässt, die sich in ihrer Struktur und proteolytischen Aktivität unterscheiden. Nach Induktion der HeLa-Zellen mit γIFN und Ausbildung von Immuno-Proteasomen konnte eine Veränderung des Subtypen-Musters und der Aktivitäten beobachtet werden. Es wurde festgestellt, dass sich hauptsächlich Mischkomplexe bilden, welche sowohl konstitutive als auch Immuno-Untereinheiten enthalten. Mittels HeLa-Zellklonen, welche die ZZ-getagten proteasomalen Untereinheiten LMP2-ZZ bzw. δ-ZZ exprimierten, konnte die Kenntnis über das Spektrum der möglichen Mischkomplexe erweitert werden.

Es wurde weiterhin festgestellt, dass sich die 20S Proteasomen aus den Zellkompartimenten Cytoplasma, Microsomen und Zellkern in ihrem Subtypen-Muster, ihrer Untereinheiten-Zusammensetzung und ihrer Aktivität unterscheiden.

In einigen früheren Publikationen wurden bereits Hinweise auf Glykosylierungen als post-translationale Modifikationen des 20S Proteasoms gefunden (Schmid et al., 1993). Nach Inkubation von cytoplasmatischen 20S Proteasomen mit Neuraminidase veränderten sich die Proteinmengenverhältnisse der Subtypen zugunsten einer positiveren Oberflächenladung. Einige proteasomale Untereinheiten reagierten positiv im 2D-PAGE-Blot mit Lectinen spezifisch für Neuraminsäuren (TML, SNA I), N-Acetylglucosamin (WGA, STA) und Mannose (ConA). Auch gelang der Nachweis von Kohlenhydratanteilen in 20S Proteasom aus HeLaS3-Zellen. Erste Untersuchungen der proteolytischen Aktivität zeigten einen schwächeren Umsatz fluorigener Substrate mit den desialylierten Proteasom-Proben.

Die genaue Kenntnis von Strukur und Funktion des 20S Proteasoms ist von großem Interesse im Hinblick auf neue Ansätze in Diagnostik und Therapie vieler humaner Krankheiten.


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13.07.2005