Post on 30-Aug-2019
Vorgetragen durch:
Lenore K. Beitel, Ph.D.Forschungswissenschaftlerin
Lady Davis Institute for Medical ResearchMontreal, Canada
Proteasom* Funktion und Kennedy Syndrom (SBMA)
* Begriffsbedeutung siehe Fachbegriffe
Wissenschaftler undKennedy Syndrom
AndrogenAndrogen--unempfindlichkeitunempfindlichkeit
KeimbahnKeimbahn MutationenMutationen
ProstatakrebsProstatakrebsCAG RepeatsCAG Repeats
CAG RepeatsCAG RepeatsKennedy Kennedy SyndromSyndrom
Androgenrezeptor-Forschung
o Erforderlich für normale männliche
Entwicklung
o AR reguliert Expression* bestimmter
Gene als Reaktion auf Androgene
(CAG è Glutamin = Gln = Q)
3'
N-terminal
((Gln)Gln)nn
2 3 4 5 6 7 8Exon 1
AndrogenDNABindungsbereich
Protein
Gen (Xq11-12)5'
((CAG)CAG)nn
AndrogenrezeptorGen und Protein
* Begriffsbedeutung siehe Fachbegriffe
o Erforderlich für normale männliche
Entwicklung
o AR reguliert Expression bestimmter
Gene als Reaktion auf Androgene
(CAG è Glutamin = Gln = Q)
3'
N-terminal
((Gln)Gln)nn
2 3 4 5 6 7 8Exon 1
AndrogenDNABindungsbereich
Protein
Gen (Xq11-12)5'
((CAG)CAG)nn
AndrogenrezeptorGen und Protein
Keine andere AR-Mutation verursacht den
Verlust von Motoneuronen. Folglich ist das
polyGln-erweiterte AR-Protein schädlich
für bestimmte Motoneuronen, da es eine
Funktion erzielt (gains a function(s))
≠ LBD
DBD
50Q
DBD
LBD20Q
Hypothese vom Funktionsgewinn
o Ein Recycling-Behälter für die Zelle, um Proteine loszuwerden, die sie nichtbrauchen kann
o Proteine, die recycelt werden sollen, werden mit Ubiquitin* (Ub) markiert
Ub
PeptidePeptideProteasom
ProteinProteinUbUbUbUb
Ub
ATP
Ciechanover, Hershko & Rose,Nobel Prize in Chemistry 2004
Was ist ein Proteasom?
* siehe Fachbegriffe
Hypothese:
Der Androgenrezeptor, besonders die erweiterteForm, könnte ein guter Träger für die
Transglutaminase (TG) sein
o TG bildet stabile Isopeptid-Bindungenzwischen Glutaminen and Lysinen
o Kann sowohl inter- als auchintramolekulare Bindungen bilden
o Vernetzung könnte zur Aggregatbildungbeitragen oder die Zellfunktion beeinflussen
Protein Gln~LysGln~Lys Prot.GlnGlnLysLys( ProteinProtein
Transglutaminase
75
50
35
kDa
Protein Gln~LysGln~Lys Prot.
0Q 0Q 20Q 20Q 50Q50Q
N-terminal Fragmente a.a. 11-341
TG: + - + - + - +
** *
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
AR ist ein Träger für TG
75
50
35
kDa
0Q 0Q 20Q 20Q 50Q50Q
* **
TG: - + - + - + +
GlnGlnLysLys( ProteinProtein
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
Intramolekulare AR-Bindunggebildet durch TG
Intra-molekular verbundene AR kanndas Proteasom blockieren, damit
beitragen zu neuronaler Fehlfunktion
Umgekehrte Hypothese
ATP
GFPu GFPu
Hemmung
HEK-GFPu-1 + MG132 + TG
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
Messung der Proteasom Funktion
ATP
GFPu GFPu
Hemmung
HEK-GFPu-1 + MG132 + TG
- + +AR20Q +TG AR20Q AR20Q + TG
Androgen Androgen
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
Messung der Proteasom Funktion
HEK-GFPu-1 + MG132 + TG
- + +AR50Q + TG AR50Q AR50Q + TG
Androgen Androgen
Inhibition of TG by cystamine prevents
proteasome dysfunction
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
AR50Q induziert Proteasom-Fehlfunktion bei Anwesenheit
von Androgenen und TG
HEK-GFPu-1 + MG132 + TG
- + +AR50Q + TG AR50Q AR50Q + TG
Androgen Androgen
GFPu
Hemmung
Inhibition of TG by cystamine prevents
proteasome dysfunction
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
AR50Q induziert Proteasom-Fehlfunktion bei Anwesenheit
von Androgenen und TG
normal
SBMA Modell Maus
Immunostaining with antibody to TG specific Nε (γ-glutamyl)-
lysine isopeptide bondsin brain sections
Mandrusiak LM et al. Hum. Mol. Genet. 12:1497-1506, 2003
TG-Isopeptid-Bindungengefunden im Gehirnvon Modell Mäusen
Ansatz: Proteasome werdenblockiert durch
querverbundene PolyGln-AR
TG querverbunden (vernetzt) mit polyGlnAR könnte ein Schlüsselereignis beim
Kennedy-Syndrom sein:
o Menschliches AR ist ein Träger(-substrat) fürTransglutaminase
o Androgen-abhängige Proteasom-Hemmungkonnte in HEK-GFPu-1 Zellen mit AR50Q & TG beobachtet werden
o TG Isopeptid Bindungsformation wurde in transgenen Mäusen beobachtet
Neuronale Fehlfunktionen der Zellenkönnten daraus resultieren, dass PolyGln-erweiterte, quervernetzte AR die ordnungs-gemäße Proteasom-Funktion stören.
Zusammenfassung
Mark A. Trifiro, MD
Lenore K. Beitel, PhD
Lisa Mandrusiak, MSc
Tom Scanlon
Jason Southwell
Danksagung