TY  - GEN
ID  - heidok5617
AV  - public
TI  - Die regulierte Intramembranproteolyse des Amyloid Precursor Proteins in Drosophila melanogaster
Y1  - 2005///
N2  - In unserer alternden Gesellschaft stellen neurodegenerative Krankheiten eine der größten Herausforderungen für die medizinische Forschung dar. Um effektive Therapieansätze entwickeln zu können, müssen die zellulären Mechanismen der Pathogenese verstanden werden. Der entscheidende Schritt in der Entstehung der Alzheimerschen Erkrankung ist die Produktion des Abeta-Peptids durch proteolytische Spaltung aus dem Vorläuferprotein APP. In den letzten Jahren konnten die verantwortlichen Proteasen identifiziert werden. Jedoch ist noch unklar, wie diese Proteine reguliert werden, vor allem im Kontext eines intakten Gewebes. In der vorliegenden Arbeit wurde der Modellorganismus Drosophila melanogaster verwendet, um diese Mechanismen weiter aufzuklären. Im ersten Teil der Arbeit wurden die Möglichkeiten eines genetischen Screens ausgenutzt, um durch Überexpression neue Gene zu finden, die die Prozessierung von APP beeinflussen. Da die Prozessierung von APP der Prozessierung des Rezeptors Notch sehr ähnlich ist, wurden für diesen Screen P-Element Insertionen verwendet, die bekanntermaßen den Signalweg von Notch modifizieren. Diese Vorauswahl hat es erlaubt, trotz einer geringen Zahl getesteter Gene neun Regulatoren der APP Prozessierung zu identifizieren. Zwei dieser Gene wurden molekularbiologisch charakterisiert. Die Kinase Hops/Tlk induziert die vollständige Degradation von APP, ohne dass sich proteolytische Fragmente anreichern. Obwohl gezeigt werden konnte, dass dieser Effekt spezifisch für APP ist, muss der zu Grunde liegende Mechanismus noch weiter aufgeklärt werden. Das Protein dBeach1 führt durch Veränderung der subzellulären Lokalisation von APP zur Akkumulation des alpha-geschnittenen Fragments. Dafür muss das für die Endozytose verantwortliche NPTY-Motiv in der intrazellulären Domäne von APP vorhanden sein. Im weiteren Verlauf der Arbeit konnte gezeigt werden, dass die subzelluläre Lokalisation des Vorläuferproteins von entscheidender Bedeutung für die Prozessierung ist. Der zweite Teil dieser Arbeit ging der Frage nach, wie in-vivo die Freisetzung der intrazellulären Domäne durch Intramembranproteolyse reguliert wird. Durch Verwendung eines GFP-basierten in-vivo Reportersystems konnte gezeigt werden, dass die Effizienz der gamma-Sekretase vermittelten Prozessierung von APP abhängig vom Zelltyp ist. In der larvalen Augenimaginalscheibe ist sie auf neuronale Zellen beschränkt. Diese Beschränkung beruht auf direkter Regulation der gamma-Sekretase. Durch den Vergleich verschiedener Substrate konnte gezeigt werden, dass es im Gegensatz zu einer gängigen Hypothese sowohl von der Länge der extrazellulären Domäne, als auch von der Aminosäuresequenz abhängt, ob ein Typ-I Membranprotein von der gamma-Sekretase umgesetzt werden kann. Die in-vivo Rekonstitution der gamma-Sekretase ergab Hinweise auf das Vorhandensein unterschiedlicher Proteasekomplexe mit distinkten Eigenschaften. Die Identifizierung neuer Regulatoren der APP-Prozessierung bietet nun die Möglichkeit, nach neuen pharmakologischen Angriffspunkten zu suchen. Schon länger wird versucht, Inhibitoren der gamma-Sekretase als Therapeutika einzusetzen, doch bisher führte der negative Einfluss auf andere Substrate der Protease zu schweren Nebenwirkungen. Sollten sich jedoch die Aktivitäten, die für die Prozessierung der einzelnen Proteine verantwortlich sind, voneinander trennen lassen, würde sich neue Hoffnung ergeben, die Produktion von Abeta ohne die Beeinträchtigung lebenswichtiger Signalwege inhibieren zu können.
A1  - Löwer, Alexander
UR  - https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/5617/
ER  -