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Zusammenfassung:
Epithelien bilden das Deck- und Abschlussgewebe aller äußerer und innerer Oberflächen von mehrzelligen Organismen. Epithelzellen zeichnen sich durch ihren polaren Aufbau und ihre morphologisch und funktionell zu unterscheidende apikale und basolaterale Membrandomänen aus. Um dies zu gewährleisten, besitzen Epithelzellen eine spezifische Transportmaschinerie, die den gerichteten Proteintransport an die jeweilige Membrandomäne bewerkstelligt. Ein wichtiger Sortierrezeptor im apikalen Proteintransport ist das Lektin Galektin-3. Dieses lösliche, im Zytosol synthetisierte Protein wird in polaren MDCK-Zellen präferentiell über die apikale Membran sekretiert, ehe es mittels Endozytose ins endosomale System eintritt und dort als Sortierrezeptor für neu synthetisierte apikale Glykoproteine dienen kann. Während die Bindung von Galektin-3 an die Plasmamembran prinzipiell an beiden Membrandomänen erfolgen kann, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Clusterbildung sowie die Endozytose des Lektins interessanterweise nur an der apikalen Domäne beobachtet. Mittels Massenspektrometrie wurden Integrine als Interaktionspartner von Galektin-3 an der apikalen Plasmamembran von MDCK-Zellen identifiziert. Aus dieser Beobachtung ergab sich die Fragestellung, ob Galektin-3 auch zur apikalen Lokalisation von Integrinen in Epithelzellen beiträgt. Dies wurde Anhand des am weitesten verbreiteten Vertreters dieser Familie, β1-Integrin, untersucht. Mit Hilfe biochemischer und fluoreszensmikroskopischer Methoden wurde die Oberflächenverteilung von β1-Integrin in Galektin-3-überexprimierenden und Galektin-3-depletierten MDCK Zellen analysiert. In Galektin-3 überexprimierenden Zellen, sowie unter Einfluss von exogenem, rekombinaten Galektin-3 wurde eine verstärkte apikale Lokalisierung des Integrins beobachtet. Demgegenüber hatten eine Depletion des Lektins wie auch die Inhibierung seiner Endozytose verminderte apikale Expressionslevel von β1-Integrin zur Folge. Mittels metabolischer Markierung und Transportstudien konnte gezeigt werden, dass Galektin-3 die Sortierung von neu synthetisiertem β1-Integrin in den apikalen Transportweg vermittelt. So konnte in der vorliegenden Arbeit erstmals eine Rolle des Lektins Galektin-3 bei der Oberflächenverteilung eines Vertreters der Integrin-Familie, β1-Integrin, in polaren Epithelzellen aufgezeigt werden.

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