Christina Maria Bermel

• Phosducin-like protein (PhLP) gehört zur Phosducinfamilie der G-Protein-betagamma-Regulatoren und kommt in zwei Spleißvarianten vor. Die lange Isoform PhLPlong und die kurze Isoform PhLPshort unterscheiden sich allein durch das Vorhandensein des 81 Aminosäuren langen N-Terminus von PhLPlong. In Versuchen mit gereinigten Proteinen erwies sich PhLPlong als der stärkere Gbetagamma-Inhibitor, während die Bedeutung von PhLPshort nicht bekannt war. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß in transfizierten HEK 293-Zellen PhLPshort diePhosducin-like protein (PhLP) gehört zur Phosducinfamilie der G-Protein-betagamma-Regulatoren und kommt in zwei Spleißvarianten vor. Die lange Isoform PhLPlong und die kurze Isoform PhLPshort unterscheiden sich allein durch das Vorhandensein des 81 Aminosäuren langen N-Terminus von PhLPlong. In Versuchen mit gereinigten Proteinen erwies sich PhLPlong als der stärkere Gbetagamma-Inhibitor, während die Bedeutung von PhLPshort nicht bekannt war. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß in transfizierten HEK 293-Zellen PhLPshort die Gbetagamma-vermittelte Signalbildung 20mal stärker hemmt als PhLPlong. Da der zusätzliche N-Terminus von PhLPlong mehrere potentielle Phosphorylierungsstellen für die konstitutiv aktive Caseinkinase 2 besitzt, wurde angenommen, daß die lange Spleißvariante in Zellen einer solchen Regulation unterliegt, was sich auf seine Funktion als Gbetagamma-Inhibitor auswirkt. Durch schrittweise Trunkierungen bzw. Serin-/Threonin-Alaninmutationen wurden die potentiellen Phosphorylierungsstellen entfernt, was zur Verbesserung der Gbetagamma-Hemmfähigkeit führte. Der N-terminale Aminosäurenabschnitt Ser-18/Thr-19/Ser-20 wurde dabei als die verantwortliche Stelle identifiziert. In unserer Arbeitsgruppe wurde gezeigt, daß PhLPlong in HEK 293-Zellen im Gegensatz zu PhLPshort einer konstitutiven Phosphorylierung unterliegt und durch die Caseinkinase2 katalysiert wird. In dieser Arbeit werden die Phosphorylierung von PhLPlong durch die Caseinkinase2 anhand von rekombinanten Proteinen sowie ihre Kinetik dargestellt. Das Vorhandensein von mRNA der Caseinkinase2 in HEK 293-Zellen zeigt, daß sie in der Zelle exprimiert und somit aktiv ist, was ihre physiologische Bedeutung herausstellt. Eine direkte Gbetagamma-Bindung konnte durch Immunpräzipitation nur für PhLPlong nachgewiesen werden, weswegen für PhLPshort ein alternativer Mechanismus der Gbetagamma-Hemmung angenommen wurde, was in folgenden Arbeiten näher untersucht wurde.…
• Phosducin-like protein (PhLP) is a member of the phosducin family of G-protein betagamma-regulators and exists in two splice variants. The long isoform PhLPlong and the short isoform PhLPshort differ by the presence or absence of an 81 amino-acid N terminus. In isolated biochemical assay systems PhLPlong is the more potent Gbetagamma-inhibitor, whereas the functional role of PhLPshort is still unclear. In this work we report that in intact HEK 293 cells PhLPshort inhibited Gbetagamma-induced inositol phosphate generation with ~20-fold greaterPhosducin-like protein (PhLP) is a member of the phosducin family of G-protein betagamma-regulators and exists in two splice variants. The long isoform PhLPlong and the short isoform PhLPshort differ by the presence or absence of an 81 amino-acid N terminus. In isolated biochemical assay systems PhLPlong is the more potent Gbetagamma-inhibitor, whereas the functional role of PhLPshort is still unclear. In this work we report that in intact HEK 293 cells PhLPshort inhibited Gbetagamma-induced inositol phosphate generation with ~20-fold greater potency than PhLPlong. As the additional N terminus of PhLPlong contains several putative phosphorylation sites for the constitutively active casein kinase 2, we presumed that the long splice variant undergoes such a regulation in cells, which reduces its ability to inhibit Gbetagamma-subunits. In this work it was shown in assay systems with recombinant proteins that only the long splice variant PhLPlong is phosphorylated by casein kinase 2 in HEK 293 cells. The presence of mRNA of casein kinase 2 in HEK 293 cells demonstrates its physiological role. Progressive truncation and serine/threonine to alanine mutations of the PhLPlong N terminus identified a serine/threonine cluster (Ser-18/Thr-19/Ser-20) within a small N-terminal region of PhLPlong (amino acids 5-28) as the site where PhLPlong function was modified in HEK 293 cells. Co-immunoprecipitations of transsiently transfected HEK 293 cells showed a direct binding of Gbetagamma-subunits only for the weaker inhibitor PhLPlong. Therefore we considered an alternative mechanism of Gbetagamma-inhibition for PhLPshort which has been examined in further publications.…