Organ- und Gewebelokalisation von P30, einem Protein aus der Gruppe der Strukturproteine

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2008

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13304

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Protein 30 (P30), ein noch nicht lange identifiziertes Protein mit einem Molekulargewicht von 58.4 kDa ist zuerst aus menschlichem Gehirngewebe isoliert worden. Dieses Protein, das multiple Spectrin-Wiederholungen und eine amino-terminale Aktinbindungsstelle enthält, ist auch bekannt als Syne-1, Nesprin, Myne, Enaptin, MSP-300 oder Ank-1 und kann in Strukturen gefunden werden, die reich an F-Aktin sind, besonders in Strukturen, die kontraktile Funktionen haben oder eine Rolle im intrazellulären Stofftransport und der cytoskeletalen Integrität spielen. P30 ist ein schwer lösliches cytoskeletales Strukturprotein, das in der Lage ist, an die Kernmembran, das endoplasmatische Reticulum und den Golgi Apparat zu binden. Es hat die Funktion eine Strukturverbindung zu Anteilen des rER und zum Golgi Apparat herzustellen und zeigt verschiedene Wechselwirkungen mit Aktinfilamenten. Außerdem wurde für P30 gezeigt, daß es durch src-Kinasen tyrosin-phosphoryliert werden kann und mit der T-Zell PTP interagiert. Obwohl P30 biochemisch gut charakterisiert wurde, ist bisher nicht viel über sein organ- und gewebespezifisches Vorkommen bekannt. Deshalb wurde die Expression von P30 durch die Immuncytochemie, die Elektronenmikroskopie und das Westernblotting auf sein Vorkommen in Organen der Ratte, Maus, Kaninchen und Menschen sowie in Zellkulturen untersucht. Das Verhalten von P30 während der Embryogenese wurde anhand von Mausembryonen studiert. P30 wurde in Geweben gefunden, die reich an F-actin sind. Das Sarkolemm und die Kernmembran aller verschiedenen Faser-Typen des Skelettmuskels waren P30 positiv. Die Faser-Typ-Transformation durch die elektrische Stimulation führte zu einer Zunahme der P30 Expression. Im Gegensatz dazu zeigten embryonale Muskeln und diejenigen von hypothyreoten Tieren ein deutlich niedrigeres Vorkommen von P30. Im Herzmuskel der Ratte zeigte P30 eine identische Lokalisierung wie im Skelettmuskel. Glatte Muskelzellen von Gefäßen (venös und arteriell) sowie im Bronchus exprimierten P30 innerhalb ihres Zytoplasmas. In allen untersuchten Organen, Endothelzellen von venösen sowie arteriellen Gefäßen wurde P30 exprimiert; außerdem waren arterielle und venöse Myocyten ebenfalls P30 positiv. Im peripheren Nervensystem wurde P30 in Ganglienzellen des Ganglion trigeminale und im Axoplasma des peripheren Nerven gefunden. Im Auge wurde das Protein in Ganglienzellen und den versorgenden Gefäßen der Netzhaut, sowie im Hornhautepithel exprimiert. In der Epidermis wurde P30 in allen verschiedenen Schichten und ebenso im respiratorischen Epithel, sowie in den kinozilientragenden Zellen des Ependyms gefunden. Der weibliche Eileiter zeigte eine positive Reaktion im apikalen Zellpol, in dem die Kinetosomen lokalisiert sind. In der Niere konnte das P30 Protein im visceralen und parietalen Blatt der Bowman Kapsel und im Vas afferens nachgewiesen werden. Die Nebenniere exprimierte P30 in ihrer Kapsel und im Sinusystem des Kortex. Außerdem fand sich P30 in den Ganglienzellen und den chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks, sowie in dessen Sinusendothel. P30 wurde in allen weiblichen Fortpflanzungsorganen gefunden. Im Ovar wurde es in Serosa, Stroma und der Oocyte des Tertiärfollikels exprimiert. Der Eileiter zeigte das Protein in Serosa, Stroma und isolierten Teile des Flimmerepithels. Myoepithelzellen der laktierenden Mamma waren ebenfalls P30 positiv. In der Placenta der Ratte wurde P30 im Epithel der Lakunen nachgewiesen und die Gebärmutter zeigte in ihren Myocyten eine identische P30 Reaktion wie die beschriebene glatte Muskulatur. In der Akrosomenbildung befindliche frühe Spermatiden des Keimepithels im Rattenhoden exprimierten P30 ausschließlich in der Kappe, wobei diese im reifen Spermatozoon reaktionslos war. In der Bauchspeicheldrüse wurde P30 im apikalen Zellpol der Azinuszellen gefunden und in der Milz zeigte das Endothel des sinusuidalen Systems eine positive P30 Reaktion. Fibrocyten, Keratinocyten, Glucagonzellen und NS20Y Krebszellen weisen ebenfalls eine positive Reaktion mit P30 innerhalb ihres Zytoplasmas auf, assoziiert mit dem rER und dem Golgi Apparat. P30 wurde auch in non-Parenchymzellen der Leber, in verschiedenen Zellen des Großhirnes und des Kleinhirns, sowie in Leukozyten des peripheren Blutes nachgewiesen. Zusammengefaßt kann P30 eine wichtige Rolle in der intrazellulären Kommunikationen zwischen verschiedenen Zellorganellen und Proteinen während der Organisation des Cytoskelettes und dem Materialtransport zugeordnet werden. Das Protein wurde in Zellen und Geweben gefunden, die reich an Aktin, besonders an F-Aktin sind. In Muskelzellen und Zellen, die kontraktile Elemente enthalten, nimmt P30 die Funktion des Reglers zwischen den miteinander interagierenden Proteinen ein. Die Wichtigkeit dieser Ergebnisse wird zusätzlich durch die Tatsache unterstrichen, dass nesprin-1 (P30) mit emerin interagiert, bei dem es sich um ein Protein der Kernmembran handelt. Funktionsstörungen auf dieser Ebene können dementsprechend zu einer großen Anzahl von menschlichen Syndromen, den Laminopathien führen. Diese Arten von Erbkrankheiten verursachen Missbildungen in vielen verschiedenen Organen und Geweben.

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