@phdthesis{Stark2011,
  author    = {Stark, Felix},
  title     = {Funktionelle Untersuchungen zur Regulation der Protein Kinase CK2 durch Polyamine in Drosophila melanogaster und deren physiologische Bedeutung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57522},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die heterotetramere Proteinkinase CK2 nimmt aufgrund der großen Anzahl und Diversit{\"a}t ihrer Substrate, sowie aufgrund ihrer Eigenschaft Signalwege miteinander zu vernetzen eine Sonderstellung innerhalb der Kinasen ein. CK2 beeinflusst Proliferation, Differenzierung und Apoptose, Prozesse an denen auch Polyamine und der MAPK-Signalweg beteiligt sind. Eine vor kurzem durchgef{\"u}hrte Arbeit beschreibt die Bindung von CK2 an das Ger{\"u}stprotein KSR und die Verst{\"a}rkung des MAPK-Signalwegs durch Phosphorylierung von Raf-Proteinen in Vertebraten. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass CK2 auch in Drosophila mit KSR interagiert und das einzige in Drosophila vorhandene Raf-Potein (DRaf) in vitro phosphoryliert. Im Gegensatz zur Phosphorylierung der humanen B-Raf und C-Raf Proteine an Serin 446 bzw. Serin 338 innerhalb der „negative charge regulatory region" (N-Region), f{\"u}hrten Kinasereaktionen und Massenspektrometrische Untersuchungen zur Identifizierung von Serin 11 als CK2 Phosphorylierungsstelle in DRaf, w{\"a}hrend ein zu Serin 446 in B-Raf {\"a}quivalentes Serin in der N-Region in Drosophila nicht durch CK2 phosphoryliert wird. Durch {\"U}berexpression von DRaf sowie von zwei DRaf-Varianten bei denen Serin 11 durch Alanin oder Aspartat substituiert wurde (DRafS11A und DRafS11D) konnte in Zellkulturexperimenten gezeigt werden, dass die Ladung an der Aminos{\"a}ureposition 11 die Funktion von DRaf beeinflusst, wobei eine negative Ladung an dieser Stelle zur Phosphorylierung und Aktivierung der Effektorkinase Erk f{\"u}hrt. Die Phosphorylierung durch CK2 ist unabh{\"a}ngig von regulatorischen Botenstoffen ("second messengers"), wird aber durch Bindung von Polyaminen moduliert. Intrazellul{\"a}re Polyamine entstammen zum grossen Teil dem zellul{\"a}ren Aminos{\"a}urekatabolismus und beeinflussen die Phosphorylierung von DRaf durch CK2 in vitro, wobei Spermin ein effizienter Inhibitor der Reaktion ist, w{\"a}hrend die Effekte von Putrescin und Spermidin gering sind. Auch in Drosophila Schneider S2 Zellen und in adulten weiblichen Fliegen hat Spermin einen inhibitorischen, CK2-abh{\"a}ngigen Effekt auf die Aktivierung von Erk. Ausserdem konnte gezeigt werden, dass Putrescin und Spermidin in der Lage sind die Aktivierung von Erk, im Vergleich zu Zellen die nur mit Spermin behandelt wurden, zu erh{\"o}hen. Das spricht daf{\"u}r, dass die Phosphorylierung von DRaf und die davon abh{\"a}ngige Aktivierung von Erk durch CK2 von der Menge und Relation der verschiedenen Polyamine zueinander abh{\"a}ngt. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen den Schluss zu, dass der Polyaminmetabolismus {\"u}ber CK2 mit dem MAPK-Signalweg verkn{\"u}pft ist. Nachdem Polyamine durch Aminos{\"a}urekatabolismus enstehen, kann auf diese Weise der MAPK-Signalweg in Abh{\"a}ngigkeit der Verf{\"u}gbarkeit zellul{\"a}rer Aminos{\"a}uren reguliert werden. Vorversuche zeigten eine Beeinflussung von Proliferation und Apoptose durch CK2 und Polyamine. Weitere Untersuchungen sind aber n{\"o}tig um spezifische Einfl{\"u}sse von Polyaminen und CK2 auf zellul{\"a}re Prozesse wie Proliferation, Differenzierung und Apoptose aufzudecken.},
  subject      = {Protein Kinase CK2},
  language  = {de}
}