@phdthesis{Kilic2002,
  author    = {Kilic, Mehtap},
  title     = {Formation of caspase activating complexes and activation of caspase-12 during apoptosis in AKR-2B mouse fibroblasts},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7190},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Der Zelltod kann in Dichte-arretierten AKR-2B Mausfibroblasten durch Entzug des Serums oder Behandlung mit Anisomycin induziert werden. Der Zelltod zeigt zwar die f{\"u}r die Apoptose typischen morphologischen Ver{\"a}nderungen der Zelle wie Zellfragmentierung und Chromatinkondensation jedoch fehlen andere apoptotische Charakteristika, wie die oligonukleosomale Fragmentierung der DNA oder {\"A}nderung des Membranpotentials der Mitochondria. W{\"a}hrend der Apoptose wurde eine beachtliche DEVDase Aktivit{\"a}t nach- gewiesen, die einem einzelnen Enzym zugeordnet werden konnte. Dieses Enzym hatte typische Eigenschaften von Effektor-Caspasen, wie die der Caspase-3, besaß jedoch einen ungew{\"o}hnlich hohen KM Wert von 100 µM, und die Molmasse der großen Untereinheit betrug 19 kDa anstelle der erwarteten 17 kDa. Mit Hilfe des rekombinanten mCaspase-3 Proteins wurde dieses Enzym in der vorliegenden Untersuchung als Caspase-3 identifiziert. Die N-terminale Sequenzierung des mCaspase-3 Proteins ergab, daß sich die Spaltstelle seiner Prodom{\"a}ne von der des humanen homologen Proteins unterschied (Asp-9 von Asp-28). Somit betrug die Molmasse der großen Untereinheit der aktiven Caspase-3 19 kDa. Dar{\"u}berhinaus stimmte der KM-Wert der rekombinanter mCaspase-3 von ~100 µM mit der {\"u}berein, die in Zellextrakten bestimmt wurde. Die Affinit{\"a}tmarkierung in Kombination mit einer 2D-Gelelektrophorese best{\"a}tigte, daß tats{\"a}chlich Caspase-3 als Haupt-Effektor-Caspase in AKR-2B-Zellen w{\"a}hrend der Apoptose aktiviert wird. Im Folgenden wurde untersucht, welcher Signalwege in AKR-2B-Zellen, denen Serum aus dem N{\"a}hrmedia entzogen wurden war oder die mit Anisomycin behandelt worden waren, zur Aktivierung der Caspase-3 f{\"u}hrt. Da eine Beteiligunug des Rezeptor-vermittelte Signalweges bereits zuvor ausgeschlossen worden war,wurde {\"u}berpr{\"u}ft, ob der mitochondrial vermittelte Signalweg bei der Aktivierung von Caspase-3 ein Rolle spielt. Gelfiltrations- experimente ergaben, daß Caspase-3 als freies Enzym und nur in geringen Mengen innerhalb unterschiedlich große Komplexe der Molmassen 600 kDa und 250 kDa eluiert wird. Obwohl die apparenten Molmassen der Caspase-3-haltigen Komplexe mit k{\"u}rzlich ver{\"o}ffentlichten Daten {\"u}bereinstimmten, enthielten sie weder Apaf-1 noch Caspase-9. Dies deutet daraufhin, daß der mitochondrial-vermittelte Signalweg ebenfalls nicht an der Caspase-3 Aktivierung beteiligt ist. Dar{\"u}berhinaus wurde ein neuer Caspase-6 enthaltender Komplex (450 kDa) nach Serumentzug in AKR-2B-Zellen gefunden, der sich deutlich von Caspase-3 haltigen Komplexen unterscheidet. Caspase-3 ist f{\"u}r die meisten morphologische Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Apoptose verantwortlich. Wahrend der Apoptose in der AKR-2B-Zellen zwar Caspase-3 als Haupt-Effektor-Caspase identifiziert worden war, jedoch keine intranukleosomale Fragmentierung nachgeweisen werden konnen, da bei wurde die intrazellul{\"a}re Lokalisation der Caspase-3 untersucht. Durch {\"U}berexpression eines Caspase-3-GFP Fusionskonstruktes in AKR-2B Zellen wurde die Procaspase-3 im Cytoplasma lokalisiert, w{\"a}hrend die aktive Caspase-3 vorwiegend in membranumh{\"u}llten Vesikeln und zum Teil im Cytoplasma aktiviert wurde. Ebenfalls wurde eine m{\"o}gliche Beteiligung von Caspase-12 und eine ER-Streß vermittelte Signalleitung an der Apoptose in AKR-2B-Zellen untersucht. Kinetische Untersuchungen zeigten, daß Caspase-12 im Fall von Serumentzug oder Behandlung mit Anisomycin zeitgleich mit Caspase-3 aktiviert wurde, was zur Bildung von zwei Spaltprodukte der Molmassen 47 kDa und 35 kDa f{\"u}hrte. Gelfiltrationsexperimente ergaben, daß Caspase-12 als freies Enzym w{\"a}hrend der Apoptose auftritt. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde in allen Publikationen beschrieben, daß Caspase-12 in Folge von ER-Streß aktiviert wird. Nach Serumentzug oder Zugabe von Anisomycin zu AKR-2B-Zellen wurde jedoch kein Anstieg der Synthese des Chaperon-Proteins Grp78, einem Marker f{\"u}r ER-Streß, beobachtet. Dies zeigt, daß beide Behandlungen nicht zur ER-Streß f{\"u}hren. Im Gegensatz dazu erzeugten bekannte Indikatoren von ER Streß wie Thapsigargin und A23187 (ionophor) ER-Streß in AKR-2B-Zellen, was zu unspezifischem Abbau der Caspase-12 f{\"u}hrte. Darum ist es unwahrscheinlich, daß in AKR-2B- Zellen Caspase-12 bei ER-Streß aktiviert wird. Zusammenfassend zeigten diese Daten, daß Caspase-12 in AKR-2B-Zellen {\"u}ber Signalwegen aktiviert wird, die ER stress un- abh{\"a}ngig sind und zeigen daß Caspase-3 bei der Aktivierung von Caspase-12 beteiligt ist somit liefern die vorliegenden Untersuchungen einen Hinweis darauf daß neben den klassischen Signalwege weitere Signalwege existieren, die zur Apoptose f{\"u}hrten.},
  subject      = {Apoptosis},
  language  = {en}
}