Interaktionsanalysen zwischen Flotillinen und Desmogleinen

Abstract

Die Desmosomen repräsentieren eine Variante der Zelladhäsion und verbinden benachbarte Zellen über Desmogleine und Desmocolline. Diese desmosomalen Adhäsionsproteine sind in der Lage, direkte Interaktionen unter benachbarten, extrazellulären Domänen aufzubauen, was zu einem festen Zellzusammenschluss führt. Gleichzeitig können sie mit ihren intrazellulären Domänen über Mediatorproteine mit den Intermediärfilamenten der jeweiligen Zelle interagieren und verteilen so die einwirkenden Kräfte auf eine breite Fläche.Die Regulation und die Mechanismen hinter desmosomalem Auf- und Abbau wurden mit cholesterolreichen Membranabschnitten, den sogenannten membrane- oder lipid-rafts in Verbindung gebracht. Diese sich variabel zusammensetzenden cholesterolreichen Mikrodomänen können durch den Einbau spezieller Membranstrukturen an diversen zellulären Prozessen mitwirken. So beteiligen sie sich beispielsweise an der Organisation von cholesterolabhängigen Zell-Zell-Kontakten. Über ihre assoziierten Proteine, die Flotilline-1 und -2, interagieren sie direkt mit Desmogleinen und Mediatorproteinen im Desmosom. Um regulatorisch wirken zu können, enthalten Flotilline phosphorylierbare Tyrosine, die eine fixe Assoziation zu den Mikrodomänen ermöglichen. Flotilline können über Src-Kinasen phosphoryliert werden und sind somit in diverse Signaltransduktionsprozesse involviert.Ergebnisse dieser Arbeit lassen vermuten, dass sowohl Flotillin-1 als auch -2 direkt über die intrazelluläre cadherine-like-sequence (ICS) der Desmogleine-1-3 interagiert. Die ICS stellt eine hochaffine Interaktionsfläche für Mediatorproteine im Desmosom dar und nimmt eine Schlüsselposition in der Zelladhäsion ein. Die Interaktion über diese Fläche würde die Flotilline ins Zentrum der vermittelnden Strukturen im Desmosom bringen. Weiterhin konnte in dieser Arbeit beobachtet werden, dass das Tyrosin-163 (Y-163) im Flotillin-2 Einfluss auf die Interaktion zu Desmoglein-3 nimmt. Es ist anzunehmen, dass dies eine Interaktion zu Desmoglein-3 sogar verhindert. Somit würde Flotillin-2 einen direkt beeinflussenden Faktor in der Assemblierung der Desmogleine im Desmosom darstellen. Desmosomes represent a type of celladhesion, that connects adjacent cells with the help of Desmogleins and Desmocollins. These adhesionproteins have the ability to interact directly with adjacent extracellular domains, leading to a strong cell association. Simultaniously, they distribute the external acting forces on a wide surface by connecting their intracellular domains to the respective cytoskeletal elements of the cell.Regulation and mechanics behind desmosomal assembling were associated with cholesterol-rich membrane domains that are also called lipid- or membrane-rafts. These cholesterol-rich micro domains are involved in various cell processes, through their dynamic and variable and recruitment of special membrane-bound molecules such as EGF-Receptors. Through their associated proteins, Flotillin-1 and -2, membrane-rafts directly interact with Desmogleins, Desmocollins and the mediator proteins of the Desmosome. Due to containing phosphorylatable tyrosines, Flotillins have a regulatory effect allowing for a solid interaction with lipid-rafts. These tyrosines are phosphorylated by Src-kinases, leading to the involvement of flotillins in different cell signaling processes.The results of the present study suggest that Flotillin-1 and -2 directly interact with the cadherine-like-sequence (ICS) of Desmogleins-1-3. The ICS demonstrates a significant affinity across its interaction area towards desmosomal mediator proteins and occupies a key position in cell adhesion processes. Demonstrating that the ICS is also the interaction area for Flotillins, would emphasize the role of Flotillins and microdomains in desmosomal assembly. Furthermore, results of the present study show an important role of Tyrosin-163 in Flotillin-2. This would imply that Flotillin-2 phosphorylation displays an influence on and even suppression of the interaction between Desmoglein-3 und Flotillin-2, leading to the conclusion that Flotillin-2 could have a direct regulatory function in desmosomal assembly.