@phdthesis{Foerster2009,
  author    = {F{\"o}rster, Johanna R.},
  title     = {Identifizierung und Analyse von Proteininteraktionen bei zwei Mitgliedern der MAGUK-p55-Subfamilie, MPP4 und MPP5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-37269},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen waren das retinaspezifische palmitoylierte Membranprotein 4 (engl. membrane palmitoylated protein 4, MPP4) und das ubiquit{\"a}r exprimierte MPP5, die beide zur großen Familie der Membran-assoziierten Guanylatkinasen (engl. membrane-associated guanylate kinases, MAGUKs) geh{\"o}ren. Beide Proteine haben wichtige organisatorische Funktionen als Adapterproteine in der Netzhaut. MPP4 ist am Aufbau von pr{\"a}synaptischen Proteinkomplexen in den Photorezeptor-Ribbonsynapsen beteiligt. Ein Fehlen von MPP4 in M{\"a}usen f{\"u}hrt zum Verlust von einigen pr{\"a}synaptischen Proteinen von der Ribbonsynapse, was eine wichtige Rolle von MPP4 f{\"u}r die Organisation dieses Komplexes indiziert. Um neue Komponenten dieses Multiproteinkomplexes zu identifizieren, wurde in der vorliegenden Arbeit ein proteomischer Ansatz etabliert. Dazu wurde der MPP4-assoziierte Proteinkomplex aus Proteinextrakten der bovinen Retina durch Immunaffinit{\"a}tschromatographie isoliert, mittels zweidimensionaler Gelelektrophorese aufgetrennt und resultierende Protein-spots massenspektrometrisch analysiert. Diese Untersuchungen identifizierten 18 kopr{\"a}zipitierte Proteine. Darunter waren der bekannte Interaktionspartner Veli3 und das MAGUK-Protein PSD95. F{\"u}r letzteres konnte gezeigt werden, dass speziell die \&\#946;-Isoform von PSD95 mit MPP4 {\"u}ber die N-terminalen L27-Dom{\"a}nen heterodimerisiert. Daneben konnte die Assoziation von MPP4 mit Hsc70 und Recoverin durch unabh{\"a}ngige Bindungs-assays verifiziert werden, wobei diese Interaktionen indirekt waren und m{\"o}glicherweise von retinaspezifischen Proteinen vermittelt werden. Diese Ergebnisse unterst{\"u}tzen die herausragende Rolle von MPP4 als Ger{\"u}stprotein f{\"u}r die Organisation eines Proteinkomplexes der Photorezeptorsynapse, der an der Regulierung der Ca2+-Hom{\"o}ostase in den pr{\"a}synaptischen Enden, sowie vermutlich auch an der Exozytose der synaptischen Vesikel beteiligt ist. Die {\"u}brigen kopr{\"a}zipitierten Proteine waren Bestandteile des Zytoskeletts und verschiedener Signalwege und wahrscheinlich unspezifische Kontaminanten. Das MPP5-Protein ist Teil eines evolution{\"a}r konservierten Proteinkomplexes, der f{\"u}r die Entstehung und Aufrechterhaltung der apikobasalen Polarit{\"a}t in Epithelzellen eine wichtige Rolle spielt und in der Netzhaut f{\"u}r die speziellen Zellverbindungen zwischen M{\"u}ller-Gliazellen und Photorezeptoren in der externen limitierenden Membran essentiell ist. Mutationen, die zu St{\"o}rungen in der Funktion dieses Proteinkomplexes f{\"u}hren, verursachen retinale Defekte bei Mensch (z.B. Retinitis Pigmentosa, Lebersche kongenitale Amaurose), Maus, Zebrafisch und Fruchtfliege. Die PDZ-Dom{\"a}ne von MPP5 bindet an den C-Terminus der CRB-Proteine. In der vorliegenden Arbeit wurde die Auswirkung einer Punktmutation in der PDZ-Dom{\"a}ne von MPP5 (V301N), funktionell untersucht. Diese hat im Zebrafisch eine fehlende Photorezeptoradh{\"a}sion und die Zerst{\"o}rung der retinalen Architektur zur Folge. Es wurde gezeigt, dass die V301N-Mutation die Interaktion zwischen MPP5 und den drei CRB-Isoformen verhindert. Außerdem f{\"u}hrt sie zu einer Fehllokalisierung von heterolog exprimiertem MPP5V301N in MDCK-Zellen, die zudem einen erh{\"o}hten transepithelialen Widerstand aufweisen. {\"U}ber quantitative real-time PCR wurde in diesen Zellen eine verminderte Genexpression von Untereinheiten des apikalen epithelialen Natriumkanals ENaC und der basolateralen Na+/K+-ATPase festgestellt, was die Ursache f{\"u}r einen verminderten Ionenfluss durch die Zellschicht darstellen k{\"o}nnte. Somit {\"u}bt heterolog exprimiertes MPP5V301N in MDCK-Zellen einen dominanten Effekt aus, der m{\"o}glicherweise {\"u}ber einen Einfluss auf die Genregulation bestimmter Proteine vermittelt wird. Zur Untersuchung welche Auswirkungen die MPP5V301N-Mutation in vivo hat, wurde eine MPP5V301N-knock-in-Mauslinie generiert. Die bisherige Charakterisierung der M{\"a}use zeigte bei heterozygoten Tieren keinen {\"a}ußerlich erkennbaren Ph{\"a}notyp, wohingegen homozygote M{\"a}use nicht lebensf{\"a}hig waren. Vermutlich f{\"u}hrt das Vorkommen beider mutanter Allele in fr{\"u}hen embryonalen Stadien zum Abstoßen der Embryos. Das Mausmodell bietet die Basis f{\"u}r weitere Untersuchungen {\"u}ber die molekularen Konsequenzen einer Expression von MPP5V301N in der Netzhaut und anderen Geweben und wird Beitr{\"a}ge zur Aufkl{\"a}rung von Entstehungsmechanismen CRB1-MPP5-assoziierter Netzhauterkrankungen liefern.},
  subject      = {Netzhaut},
  language  = {de}
}