Molekulare Identifizierung einer neuen Variante des desmosomalen Plaqueproteins PKP3 und deren Charakterisierung in normalem und pathologischem humanen Gewebe

Desmosomen sind plaquehaltige und Intermediärfilament-verankernde Zell-Adhäsionsstrukturen, die vor allem in Geweben zu finden sind, die mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind, wie z.B. der menschlichen Haut. Plakophilin 3 gehört zu einer Gruppe von drei verwandten desmosomalen Plaque-Proteinen...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Mühmer, Mario
Beteiligte: Moll, Roland (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2014
Pathologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Desmosomen sind plaquehaltige und Intermediärfilament-verankernde Zell-Adhäsionsstrukturen, die vor allem in Geweben zu finden sind, die mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind, wie z.B. der menschlichen Haut. Plakophilin 3 gehört zu einer Gruppe von drei verwandten desmosomalen Plaque-Proteinen (PKP1 – PKP3), welche gewebespezifisch exprimiert werden. Neben der Desmosom-assoziierten Adhärenzfunktion sind für die Plakophiline zusätzli-che Funktionen in der Regulation der Proteinbiosynthese beschrieben. PKP3 spielt außerdem eine Rolle bei der Tumorentstehung. Abhängig vom Karzinom-Typ fungiert PKP3 entweder als Tumorsuppressor oder als Onkogen. Während jeweils 2 Spleißvarianten für PKP1 und PKP2 beschrieben worden sind, konnte für PKP3 bisher keine weitere Isoform nachgewiesen werden. Im Rahmen der vorgelegten Arbeit wurde eine neue Variante von PKP3 identifi-ziert und in Analogie zu PKP1 und 2 als PKP3b bezeichnet. Die neue Variante unterscheidet sich durch ein neues Exon-1, das ca. 1600 bp vor dem ersten bislang bekannten Exon liegt. Das neu identifizierte Exon von PKP3b wird in den kodie-renden Bereich der bekannten Variante PKP3a gespleißt. Die mRNA von PKP3b wurde in dieser Arbeit molekularbiologisch in Gesamtzell-mRNAs verschiedener Zelllinien beschrieben. Das 5’-Ende der mRNA von PKP3b wurde mittels einer modifizierten RACE-Methode identifiziert. Die PKP3b-mRNA verfügt über einen eigenen Translationsstart und unterscheidet sich damit in den ersten 112 Nukleotiden von PKP3a und kodiert für ein 812 Aminosäuren langes Protein mit einer molekularen Masse von 88.655 Da. Die ersten 27 Aminosäuren von PKP3b beziehungsweise die ersten 12 Aminosäuren von PKP3a sind für die einzelnen Varianten charakteristisch, wohingegen die übrige Sequenz identisch ist. Des Weiteren wurden polyklonale Antiseren gegen PKP3a und PKP3b hergestellt, aufgereinigt und für den immunbiochemischen, immunzyto- und immunhisto-chemischen Nachweis beider Varianten verwendet. Die Existenz des PKP3b-Proteins konnte in Immunfluoreszenz-mikroskopischen Analysen von Zelllinien aus mehrschichtigen Epithelien (HaCaT, A431) in Desmosomen-typischer Lokali-sation nachgewiesen werden. In Zelllinien aus einschichtigen Epithelien ließ sich wenig (MCF-7, HT-29) bis kein PKP3b nachweisen (CaCo-2, A549). Analog zu den Zellkulturergebnissen konnten in verschiedenen humanen Geweben und Tu-moren Immunfluoreszenz-mikroskopisch beide Varianten nachgewiesen werden, wobei PKP3b vor allem in mehrschichtigen Epithelien exprimiert wird. Die Ergebnisse zeigen eine gegenüber der bekannten Variante PKP3a differentiel-le Expression der neu identifizierten Variante PKP3b in verschiedenen epithelialen Zelltypen auf. Spezifische Promoter-Bindungsstellen untermauern eine eigene Regulation der PKP3b Variante und könnten das abweichende Expressionsmuster erklären. Ob im Zuge der Entartung von Epithelzellen in der Zellkultur die Ex-pression beeinflusst wird, konnte bisher nicht geklärt werden. Weiterführende Untersuchungen werden der Suche nach spezifischen Protein-Interaktionspartner von PKP3b und dem veränderten Expressionsprofil nachgehen und damit letztlich die funktionelle Bedeutung von PKP3b klären.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2014.0540