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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-33188
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/3318/


Müller, Roman-Ulrich

Die Rolle von Podocin in der Organisation von Protein-Lipid-Superkomplexen an der glomerulären Schlitzmembran

The role of Podocin in organizing protein-lipid-supercomplexes at the glomerular slit diaphragm

Dokument1.pdf (1.489 KB) (md5sum: e07e5b703ea004aa98f8055064915779)

Kurzfassung in Deutsch

Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren Untersuchungen zur Funktion des
murinen PHBd-Proteins Podocin in der Organisation von Protein-Lipid-
Superkomplexen an der glomerulären Schlitzmembran. Podocin ist ein essentieller
Bestandteil des renalen Filters, dessen Mutation zur Entwicklung des „Steroidresistenten
Nephrotischen Syndrom“ führt, welches im frühen Kindesalter in einer
finalen Niereninsuffizienz resultiert.
In dieser Arbeit konnten wir zeigen, dass Podocin in cholesterinreiche
Mikrodomänen der Plasmamembran lokalisiert und selbst Cholesterin bindet. Die
Bindung an Cholesterin war abhängig von der Palmitoylierung zweier Cysteine
innerhalb der PHB-Domäne des Proteins, welche essentiell für die Funktion des
Proteins ist. Die PHB-Domäne ist das hoch-konservierte Kennzeichen der Stomatin-
Protein-Familie. Anhand des homologen Proteins MEC-2 des Nematoden C. elegans
konnten wir demonstrieren, dass es sich bei dieser Cholesterin-Bindung um eine
konservierte Eigenschaft der PHB-Domäne handelt, die für die Funktion des PHBd-
Proteins MEC-2 in der Mechanotransduktion des Nematoden essentiell ist.
Zudem war die PHB-Domäne von Podocin zusammen mit einem kurzen N-terminal
von dieser gelegenen Abschnitt ausreichend Bindung an Cholesterin zu vermitteln.
Eine weitere in dieser Arbeit untersuchte Funktion der PHB-Domäne ist die
homophile Multimerisierung von Podocin. Wir konnten zeigen, dass die PHBDomäne
hierfür essentiell ist und die Bildung großer Multimere im Bereich von mehr
als 1200 kiloDalton vermittelt. Auch diese Eigenschaft der PHB-Domäne erwies sich
als konserviert im Nematoden PHBd-Protein MEC-2.
Diese Arbeit zeigt, dass Cholesterinbindung und Multimerisierung zwei konservierte
Funktionen der PHB-Domäne sind, die für die Funktion der PHBd-Proteine Podocin
und MEC-2 eine wichtige Rolle spielen. Unsere Befunde legen nahe, dass Podocin –
analog zur Rolle von MEC-2 in der Mechanotransduktion des Nematoden C.elegans
– durch Beeinflussung des Lipidmilieus anderer Proteine an der Plasmamembran wie
z.B. Ionenkanäle eine Rolle in der Signaltransduktion an der glomerulären
Schlitzmembran spielt.


Kurzfassung in Englisch

The prohibitin (PHB)-domain proteins are membrane proteins that regulate a variety of biological activities, including mechanosensation, osmotic homeostasis, and cell signaling, although the mechanism of this regulation is unknown. We have studied two members of this large protein family, MEC-2, which is needed for touch sensitivity in Caenorhabditis elegans, and Podocin, a protein involved in the function of the filtration barrier in the mammalian kidney, and find that both proteins bind cholesterol. This binding requires the PHB domain (including palmitoylation sites within it) and part of the N-terminally adjacent hydrophobic domain that attaches the proteins to the inner leaflet of the plasma membrane. By binding to MEC-2 and Podocin, cholesterol associates with ion-channel complexes to which these proteins bind: DEG/ENaC channels for MEC-2 and TRPC channels for Podocin. Both the MEC-2-dependent activation of mechanosensation and the Podocin-dependent activation of TRPC channels require cholesterol. Thus, MEC-2, Podocin, and probably many other PHB-domain proteins by binding to themselves, cholesterol, and target proteins regulate the formation and function of large protein-cholesterol supercomplexes in the plasma membrane.


SWD-Schlagwörter: Niere , Glomerulus , Proteinurie , Cholesterin
Freie Schlagwörter (deutsch): Schlitzmembran , Podocin , Mec-2 , nephrotisches Syndrom , TRPC6
Freie Schlagwörter (englisch): slit diaphragm , Podocin , Mec-2 , nephrotic syndrome , TRPC6
Institut: Medizinische Univ.-Klinik und Poliklinik
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Benzing, Thomas (Prof. Dr.)
Quelle: PNAS
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 11.05.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 18.10.2007
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