Protein-Protein-Interaktionen sind essentiell für die Regulation intrazellulärer Prozesse. Ein prominentes Beispiel hierfür ist die Interaktion der p65 Untereinheit der NFkB Transkriptionsfaktoren mit seinem inhibitorischen Partnerprotein IkBalpha. Diese stabile Interaktion führt dazu, dass p65 in unstimulierten Zellen im Zytoplasma retiniert wird. Die Stimulation der Zelle mit dem pro-inflammatorischen Zytokin IL-1alpha führt zum proteasomalen Abbau von IkBalpha, wodurch p65 für den Eintritt in den Zellkern und zur Genexpression frei gegeben wird. Obwohl die sequentiellen Interaktionen der Proteine innerhalb der NFkB-Signalkaskade relativ gut etabliert sind, gibt es nur wenige Methoden, um deren Vorkommen auf Einzelzell-Ebene zu untersuchen. In dieser Dissertation wurde der auf Einzelzell-Analyse basierende Proximity Ligation Assay (PLA) als eine neue Methode evaluiert, um bereits bekannte und neue Interaktoren von p65 auf dem endogenen Proteinlevel zu quantifizieren und visualisieren. Um die Fähigkeit des PLA zu testen, physiologisch relevante Protein-Protein-Komplexen abzubilden, wurde die IL-1alpha-abhängige Regulation des p65/IkBalpha-Komplexes untersucht und mit den Ergebnissen aus klassischen Ko-Immunopräzipitations-Experimenten verglichen. Diese Ergebnisse zeigten, dass es möglich ist mit dem PLA die transiente Reduktion der p65/IkBalpha-Komplexe während einer IL-1alpha-Stimulation abzubilden. Die Spezifität des PLA wurde zum einen durch Experimente bestätigt, bei welchen Zellen eingesetzt wurden, in denen p65 nicht exprimiert wurde und zum anderen durch pharmakologische Hemmung von TAK1, einem upstream-Aktivator des p65/IkBalpha-Komplexes. Außerdem wurde der PLA nicht nur zur Detektion von Protein-Protein-Interaktionen genutzt, sondern auch um die Expression und Phosphorylierung einzelner Proteine zu quantifizieren. Diese Eigenschaft des PLA wurde verwendet, um die Verteilung und die subzelluläre Lokalisation von p65, Phospho-p65 und des mRNA-decay Faktors DCP1a in einzelnen Zellen abzubilden. Außerdem konnte mit Hilfe des PLA eine neue Interaktion von endogenem p65 mit endogenem DCP1a, einem entscheidendem Faktor des decapping-Komplexes, nachgewiesen werden. Die PLA Signale für diese Interaktion waren spezifisch, da sie nicht nachzuweisen waren, wenn in den Zellen kein p65 bzw. DCP1a exprimiert wurde. Der p65/DCP1a-Komplex wurde hierbei nicht durch IL-1alpha reguliert. Des Weiteren gelang der Nachweis einer bisher unbekannten Interaktion des LMO7-Proteins mit p65, deren Spezifität ebenfalls mittels Zellen, welche aufgrund eines knock downs, kein p65 exprimierten, nachgewiesen werden konnte. Im Gegensatz zu DCP1a, ging die Anzahl der p65/LMO7-Interaktionen unter Stimulation mit IL-1alpha zurück.Insgesamt zeigten die Ergebnisse, welche in dieser Dissertation erarbeitet wurden, dass der PLA eine zuverlässige Methode für den Nachweis von Protein-Protein-Interaktionen des NFkB-Signalwegs unter Stimulation mit Zytokinen, darstellt. Ein weiterer Vorteil des PLA ist die Möglichkeit Protein-Protein-Interaktionen auf der Einzelzell-Ebene und deren subzelluläre Lokalisation mit hoher Auflösung untersuchen zu können.
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