Directly to content
  1. Publishing |
  2. Search |
  3. Browse |
  4. Recent items rss |
  5. Open Access |
  6. Jur. Issues |
  7. DeutschClear Cookie - decide language by browser settings

Characterization of APPBP2/PAT1a and Analysis of its interaction with APP family Proteins

Kuan, Yung-Hui

German Title: Charakterisierung von APPBP2/PAT1 & Analyse das Interaktion zwischen den Proteinen der APP Protein Familie

[img]
Preview
PDF, English
Download (53Kb) | Terms of use

[img]
Preview
PDF, English
Download (23Mb) | Terms of use

Citation of documents: Please do not cite the URL that is displayed in your browser location input, instead use the persistent URL or the URN below, as we can guarantee their long-time accessibility.

Abstract

The physiological function and pathogenic role of the Amyloid Precursor Protein (APP) and its homologues, Amyloid Precursor Protein like protein 1 and 2 (APLP1, APLP2), correlate strongly to their subcellular localization. Lines of evidences from Pimplikar and co-workers showed a kinesin light chain (KLC) like protein, termed PAT1 (protein interacting with APP tail 1), interacts with both microtubules and the intracellular domain of APP, in addition, a neuronal function in the microtubule plus end directed translocation of APP toward the plasma membrane was proposed along within their study. However neither expression nor functional studies in neuronal system for PAT1 were done to date. In this study, we found that the PAT1 sequence exhibits 7 nucleotide exchanges resulting in 6 non-homologous amino acid substitutions, which are likely due to a rarely occurring polymorphism in the APPBP2 gene, therefore in this study, APPBP2 was used to perform further investigation on the interaction with APP and APLPs. Characterization by Northern analysis reveals that APPBP2/PAT1a is ubiquitously expressed in all tissues examined from Human and Mouse. In situ hybridization and immunohistochemical analysis clearly show a wide overlap of APPBP2/PAT1a with APP/APLPs in mouse brain, and is predominantly expressed by neurons. Further, this study shows the existence of a common complex containing APP family members and APPBP2/PAT1a in mouse brain. In primary cultured neurons, APPBP2/PAT1a is partly associated with vesicular membranes among soma and neurites, bearing APP, APLP1 and APLP2 suggesting that APPBP2/PAT1a is implicated in the intraneuronal transport of APP/APLPs. The highest degree of colocalization in neurons was observed for APLP2 in comparison to the other family members indicating that APPBP2/PAT1a might interact preferentially with APLP2 in vivo. Moreover, data in this study also showed that the PAT1a protein level affects APP/APLPs processing and alters Ab secretion in stably transfected SH-SY5Y cells. All together, these data reveal the expression pattern of PAT1a in situ in mouse brain and various tissues among human and mouse, the in vivo interaction of APPBP2/PAT1a with all APP family members in mouse CNS, and co-distribution in late secretory pathway in primary neurons. Besides, this study shows that APPBP2/PAT1a has a regulatory function in APP/APLPs processing and Ab production suggesting that APPBP2/PAT1a shall be considered as a alternative novel target for analyzing physiological functions of APP family proteins and further, a potential target for therapeutic approaches to facilitate Ab production in Alzheimer’s disease.

Translation of abstract (German)

Die physiologischen Funktionen und die pathogenen Eigenschaften des Amyloid Precursor Proteins (APP) und den zu APP homologen Proteinen, Amyloid Precursor Protein Like Protein 1 und 2 (APLP1, APLP2) stehen in einem engen Zusammenhang mit der subzellulären Verteilung von APP. Kürzlich wurde ein noch uncharakterisiertes Genprodukt identifiziert, welches partielle Homologie mit dem Kinesin Light Chain (KLC) Protein aufweist. Es wurde gezeigt, daß dieses neue Protein, welches PAT1 (Protein Interacting With APP Tail 1) genannt wurde, zum einen mit Mikrotubuli assoziiert ist, und zum anderen mit dem intrazellulären C-Terminus von APP interagiert. Weitere Daten aus dieser Studie weisen darauf hin, daß PAT1 auch in Neuronen an dem Transport von APP entlang von Mikrotubuli in Richtung der Plasmamembran beteiligt ist. Funktionale Studien, die diese Hypothese für das in vivo relevante neuronale System belegen würden, wurden jedoch nicht durchgeführt. Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit wurde festgestellt, daß sich die codierende Sequenz von PAT1, in sieben Nukleotiden von der DNA Sequenz von APPBP2 (Amyloid Precursor Binding Protein 2) unterscheidet. Dieser Austausch von einzelnen Nukleotiden führt zu einer nicht homologen Substitution von 6 Aminosäuren und ist wahrscheinlich auf einen sehr selten vorkommenden Polymorphismus in dem APPBP2 Gen zurückzuführen. Für alle weiterführenden Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit wurde aus diesem Grund das APPBP2 Genprodukt verwendet. Durch Northern Analyse wurde gezeigt, daß APPBP2/PAT1a sowohl in den untersuchten menschlichen Geweben, als auch in der Maus ein ubiquitär exprimiertes Protein ist. Die Charakterisierung von APPBP2/PAT1a mittels in situ Hybridisierung und immunhistochemischen Methoden ergab, daß APPBP2/PAT1a im Gehirn von Mäusen weitgehend mit APP/APLPs kolokalisiert und vorwiegend in Neuronen exprimiert wird. Des weiteren konnte gezeigt werden, daß APPBP2/PAT1a in einem stabilen Komplex mit den einzelnen Mitgliedern der APP Proteinfamilie im zentralen Nervensystem der Maus vorkommt. In primären Neuronen ist APPBP2/PAT1a sowohl im Soma, als auch in Neuriten teilweise mit Vesikeln assoziiert. Diese beinhalten zusätzlich auch APP oder APLPs, was darauf hinweist, daß APPBP2/PAT1a eine Rolle im intrazellulären Transport von APP, APLP1 und APLP2 in Neuronen spielt. Zwischen APLP2 und APPBP2/PAT1a war die Kolokalisation in Neuronen im Vergleich zu APP oder APLP1 am stärksten ausgeprägt. Dies läßt vermuten, daß APPBP2/PAT1a vorzugsweise mit APLP2 in vivo interagiert. Des weiteren wurde in dieser Arbeit gezeigt, daß APPBP2/PAT1a, die Prozessierung von APP, APLP1 und APLP2 beeinflußt, und die A_ Sekretion in stabil transfizierten SH-SY5Y Neuroblastomzellen modifiziert. Zusammengefaßt, zeigen die oben beschriebenen Experimente, daß APPBP2/PAT1a ubiquitär exprimiert wird und innerhalb des Gehirns vorwiegend in Neuronen vorhanden ist. Außerdem konnte sowohl eine in vivo Interaktion zwischen den Proteinen der APP Protein Familie und APPBP2/PA1a im zentralen Nervensystem der Maus, als auch eine überlappende Verteilung dieser Proteine im späten sekretorischen Weg in primären Neuronen, aufgezeigt werden. Des weiteren konnte in dieser Arbeit ein regulatorischer Einfluß von APPBP2/PAT1a auf die A_ Produktion und die proteolytische Prozessierung der APP Protein Familie, demonstriert werden. Demnach kommt APPBP2/PAT1a vermutlich eine wesentliche Rolle bei der physiologischen Wirkung von den Mitgliedern der APP-Proteinfamilie zu, und es stellt ein mögliches neues therapeutisches Zielprotein für die Entwicklung von Medikamenten dar, welche die Produktion von A_ im Gehirn vermindern.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Beyreuther(Prof.), Konrad.
Date of thesis defense: 16. February 2005
Date Deposited: 18. Aug 2005 14:30
Date: 2005
Faculties / Institutes: Service facilities > Center for Molecular Biology Heidelberg
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: ADAS
Uncontrolled Keywords: APP , APLP1 , APLP2 , APPBP2 , KLCAPP , APLP1 , APLP2 , APPBP2 , KLC
Additional Information: Teile in: Characterization of APPBP2/PAT1a and Analysis of its interaction with APP family Proteins, 02,2005
About | FAQ | Contact | Imprint |
OA-LogoLogo der Open-Archives-Initiative