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Large Dense Core Vesicle Exocytosis in Mouse Chromaffin Cells is Regulated by Munc13s and Baiap3

dc.contributor.advisorBrose, Nils Prof. Dr.de
dc.contributor.authorShin, Yongde
dc.date.accessioned2012-05-16T12:10:08Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:50Zde
dc.date.issued2008-12-16de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B654-7de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1341
dc.description.abstractMunc13 Proteine sind eine Familie von essentiellen Regulatoren der Vesikel-Exozytose. Munc13 steht für mammalian uncoordinated 13 , und spiegelt den Phänotyp der C. elegans Mutante unc-13 (uncoordinated 13) wieder. Fehlen Munc13s in den Neuronen von Säugetieren (M. musculus) oder die entsprechenden Orthologe in Invertebraten (C. elegans und D. melanogaster) wird die Fusion der synaptischen Vesikel (SVs) mit der Plasmamembran unterbunden. Basierend auf Überexpressionsstudien wurde eine ähnliche Kontrollfunktion bei der Exozytose von Large-Dense-Core-Vesikeln (LDCVs) für Säugetier-Chromaffinzellen postuliert. Überraschenderweise scheint aber Unc-13 in C. elegans keine essentielle Rolle bei der Exozytose von LDCVs zu spielen, was die Frage aufwirft, ob die Freisetzung von SVs und LDCVs von unterschiedlichen Regulatoren kontrolliert wird. Um diese Frage zu beantworten, haben wir LDCV-Exozytose in Chromaffinzellen von Deletionsmutanten (Knockout-Mäusen) von vier Mitgliedern der Munc13-Familie (Munc13-1, Munc13-2, Munc13-3 und Baiap3) untersucht. Baiap3/Bap3 (brain specific angiogenesis inhibitor 1 associated protein 3) ist ein Munc13-Homolog unbekannter Funktion, welches ursprünglich als Interaktionspartner von BAI1 (brain specific angiogenesis inhibitor 1) isoliert wurde. Der nächste Verwandte von Baiap3 ist Munc13-4, welches nicht in Neuronen exprimiert wird, aber ein essentieller Regulator der Exozytose der zytolytischen Vesikel von Lymphozyten ist. Baiap3 wird im Gegensatz zu Munc13-4 im Gehirn und im Nebennierenmark exprimiert und es kommt in geringeren Mengen auch in der Lunge vor. Um festzustellen ob LDCV-Exozytose durch die Abwesenheit von Munc13-1, Munc13-2, Munc13-3 oder Baiap3 beeinträchtigt wird, kombinierten wir Flash-Photolyse von caged Ca2+ mit Membrankapazitätsmessungen in isolierten Chromaffinzellen der entsprechenden Knockout-Mauslinien. Unsere Analyse dieser Experimente zeigt, dass Munc13-1 und Munc13-2 positive Regulatoren der LDCV-Exozytose in Chromaffinzellen sind. Damit scheinen Munc13-1 un d Munc13-2 eine kritischere Rolle bei der LDCV-Exozytose zu spielen als ihr Orhtolog in C. elegans, Unc-13. Baiap3, obwohl es aufgrund seiner Domänenstruktur und Sequenzhomologie zur Munc13-Familie dazugehört, scheint eine der den anderen Homologen entgegengesetzte Rolle bei der LDCV-Exozytose zu spielen. In der Abwesenheit von Munc13-1 und Munc13-2 war die LDCV-Exozytose drastisch reduziert, während in Abwesenheit von Baiap3 verstärkt LDCV-Exozytose stattfand und Baiap3-Überexpression zur Abschwächung der Exozytose führte. Damit ist Baiap3 das erste Mitglied der Munc13-Familie, für das eine negative regulatorische Funktion der SNARE-vermittelten Exozytose gezeigt werden kann. Der genaue molekulare Mechanismus durch den Munc13-Proteine Vesikel-Exozytose regulieren ist nicht bekannt. Wir konnten aber feststellen, dass Baiap3 sowohl mit dem SNARE-Protein Syntaxin als auch mit Munc13-1 interagiert, was eine Konkurrenz um die Bindung von Komponenten des SNARE-Komplexes als wahrscheinlich erscheinen lässt.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleLarge Dense Core Vesicle Exocytosis in Mouse Chromaffin Cells is Regulated by Munc13s and Baiap3de
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedMunc13 Proteine und Baiap3 als Regulatoren der Exozytose von Large-Dense-Core-Vesikeln in Chromaffinzellen der Mausde
dc.contributor.refereeWimmer, Ernst A. Prof. Dr.de
dc.date.examination2008-10-27de
dc.subject.dnb500 Naturwissenschaften allgemeinde
dc.description.abstractengMembers of mammalian uncoordinated 13 protein family (Munc13s) are essential for SV exocytosis in neurons and have also been implicated in LDCV exocytosis in chromaffin cells. However, the C.elegans ortholog Unc-13 appears to be dispensable for LDCV exocytosis, raising the question whether SNARE-mediated exocytosis of SVs and LDCVs is controlled by distinct regulatory proteins. We therefore analyzed LDCV exocytosis in cultured chromaffin cells taken from knockout mouse lines of four members of the Munc13 protein family, Munc13-1, Munc13-2, Munc13-3 and Baiap3. Baiap3/Bap3 (brain specific angiogenesis inhibitor 1 associated protein 3), was identified and named as an interaction partner of BAI 1 (brain specific angiogenesis inhibitor-1), and is a Munc13 homologue of unknown function. Its closet known relative, the non-neuronal Munc13-4, has been shown to be essential for the secretion of lymphocyte cytolytic granule content. Unlike Munc13-4, Baiap3 expression is largely restricted to brain and adrenal gland, with low levels also present in lung. To determine whether LDCV exocytosis is impaired in the absence of Munc13-1, Munc13-2, Munc13-3 or Baiap3, we combined flash photolysis of caged Ca2+ and membrane capacitance measurements in cultured chromaffin cells. Our analysis of exocytosis in chromaffin cells shows that Munc13-1 and Munc13-2 act as positive regulators of LDCV exocytosis and play a more critical role in the release of this vesicle type than their C.elegans ortholog Unc-13. Based on sequence similarity, Baiap3 is a member of the Munc13 protein family. However, unlike Munc13-1, -2, -3 and -4, which function as essential positive regulators of SNARE-mediated exocytosis, our data indicate that Baiap3 negatively regulators exocytosis, at least in chromaffin cells. In this study, we found that exocytosis in chromaffin cells from Munc13-1 deficient mice and mice lacking both Munc13-1 and Munc13-2, showed a dramatic reduction in LDCV exocytosis. In contrast to this, chromaffin cells deficient for Baiap3 showe d increased exocytosis and Baiap3 overexpression in WT cells suppressed LDCV release. The exact molecular mechanism by which Munc13s regulate SNARE-mediated exocytosis remains to be elucidated. However, we found that Baiap3 interacted with both Munc13-1 and Syntaxin in co-sedimentation assays, which indicates that competition for binding to SNARE complex components is a possible explanation for the opposing functions of Munc13-1/2 and Baiap3 LDCV exocytosis.de
dc.contributor.coRefereeHeinrich, Ralf Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeHoppert, Michael PD Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerMunc13sde
dc.subject.gerBaiap3de
dc.subject.gerLarge-Dense-Core-Vesikelnde
dc.subject.gerChromaffinzellende
dc.subject.engMunc13sde
dc.subject.engChromaffin Cellde
dc.subject.engBaiap3de
dc.subject.engLarge Dense Core Vesiclede
dc.subject.bk42.13de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1982-9de
dc.identifier.purlwebdoc-1982de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWF 200: Molekularbiologiede
dc.identifier.ppn600974995de


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