Signalbindung und Membraninteraktion von heterotetrameren Adaptorprotein-Komplexen

Abstract

Die heterotetrameren Adaptorprotein-Komplexe AP1, AP2, AP3 und AP4 sind an der Sortierung von Transmembranproteinen in der Zelle beteiligt. APs interagieren mit den Sortierungssignalen von Transmembranproteinen und vermitteln dadurch ihre Aufnahme in Transportvesikel. Da jeder AP vermutlich an einem anderen zellulären Transportweg beteiligt ist, kann die Interaktion eines APs mit einem spezifischen Signal entscheidend für die Transportroute des Proteins sein. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde deshalb die Spezifität der vier APs für die Tyrosin-haltigen Signale (YXXΦ) der lysosomalen Proteine LAMP-1, LAMP-2A, LAMP-2B, CD63 und des am TGN-lokalisierten Proteins TGN38 mittels Oberflächenplasmonresonanz-Analyse (Biacore) in vitro untersucht. Alle getesteten Signale interagierten kaum mit AP4, aber gut mit AP3. Die Bindung an AP1 und AP2 war deutlich heterogener. Am auffälligsten dabei war, dass die lysosomalen Proteine LAMP-1 und LAMP-2B gut an AP1 banden, wohingegen LAMP-2A und CD63 kaum bzw. gar nicht mit AP1 interagierten. Im Mittelpunkt des zweiten Teils der Arbeit stand der an der Endocytose beteiligte AP2-Komplex, dessen Rekrutierung an die Plasmamembran und Bindung an Sortierungssignale mit Hilfe eines Biacore-basierten Assays für Membranbindung in vitro simuliert wurde. Unsere Daten zeigen eine von ARF6-unabhängige, aber von Phosphatidylinositolen-abhängige Rekrutierung von AP2. Durch den Vergleich von phosphoryliertem und nicht-phosphoryliertem AP2 konnte bestätigt werden, dass die Interaktion mit Tyrosin-haltigen Signalen durch die Phosphorylierung der µ2-Untereinheit unterstützt wird. Die Bindung an Dileucin-haltige Signale erfolgt hingegen unabhängig von der µ2 Phosphorylierung.