Die Organisation von Signalnetzwerken in B-Lymphozyten
The organization of signaling networks in B cells
by Thomas Oellerich
Date of Examination:2012-07-17
Date of issue:2012-07-17
Advisor:Prof. Dr. Jürgen Wienands
Referee:Prof. Dr. Jürgen Wienands
Referee:Prof. Dr. Michael Thumm
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
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Abstract
English
B cell antigen receptors (BCR) transduce signals that regulate not only proliferation and differentiation processes but also apoptosis. To regulate such a variety of biological responses BCR employ complex and tightly regulated signaling networks. Recognition of antigen leads to activation of BCR and distinct kinases that in turn phosphorylate various substrates to initiate a well coordinated signal transduction. One key substrate of such kinases is the cytosolic adapter protein SLP65. Upon antigen recognition by the BCR, SLP65 needs to be recruited to the BCR-kinase complex to become activated itself. After its recruitment SLP65 assembles the calcium initiation complex at the plasma membrane where it activates several signaling pathways. Thus the calcium initiation complex constitutes a major regulator of B cell biology. I have characterized SLP65 function regarding two molecular mechanisms: Firstly, I identified the molecular basis for SLP65 membrane recruitment. Secondly, I discovered that extensive phosphorylation drives distinct SLP65-dependent signaling responses. By applying proteomic techniques I identified a preformed SLP65 complex involving the signaling proteins CIN85 and CD2AP. This preformed complex turned out to be crucial for targeting SLP65 into the activated BCR microclusters. Furthermore, I elucidated the complexity of SLP65 phosphorylation and its role in regulating MAP-kinase signaling. By combining proteomic and functional studies I uncovered several important mechanisms that regulate SLP65 function and BCR signaling.
Keywords: Immunology; B cells; signal transduction; B cell antigen receptor; proteomics
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B-Zell-Antigenrezeptoren (BZR)
transduzieren Signale, die sowohl zur Proliferation und
Differenzierung als auch zur Apoptose von B-Zellen führen können.
Um diese verschiedenen biologischen Reaktionen vermitteln zu
können, sind die BZR-abhängigen Signalnetzwerke sehr komplex
aufgebaut und auf vielen Ebenen fein reguliert. Die
Antigenerkennung führt zur Aktivierung der BZR und bestimmter
Kinasen, die wiederum eine Vielfalt an Substraten phosphorylieren
und damit eine koordinierte Signaltranduktion bewirken. Ein
wesentliches Substrat solcher Kinasen stellt das zytosolische
Adapterprotein SLP65 dar. Im Zuge der BZR-Stimulation muss SLP65
zum Zellmembran-gebundenen BZR-Kinase-Komplex rekrutiert werden, um
dort selbst aktiviert zu werden. Nach Aktivierung assembliert SLP65
dann an der Zellmembran den sog. Calciuminitiationskomplex, der
verschiedene Signalwege aktiviert und damit unabdingbar für eine
regelrechte B-Zell-Funktion ist. In meiner Doktorarbeit habe ich
die Funktionsweise von SLP65 bezüglich zweier
Regulationsmechanismen, nämlich der räumlichen- sowie der
post-translationalen Regulation untersucht. Ich konnte mittels
proteomischer Methoden zeigen, dass SLP65 in ruhenden B-Zellen in
einem BZR-unabhängigen präformierten Komplex vorliegt, der im
Wesentlichen aus SLP65, CIN85 und CD2AP besteht. Diese
präformierten Proteininteraktionen sind notwendig zur Rekrutierung
von SLP65 in die aktivierten BZR- Mikrosignalosomen und sie sind
daher essentiell für die B-Zell-Aktivierung nach Antigenerkennung.
Des Weiteren konnte ich zeigen, dass SLP65 einer komplexen
Phosphorylierung unterliegt und diese u.a. daran beteiligt ist,
SLP65 an MAP-Kinase Signalwege zu koppeln. Mittels der Kombination
aus proteomischen und funktionellen Studien ist es gelungen, die
Funktionsweise und Regulation von SLP65 in B-Zellen zu
charakterisieren.
Schlagwörter: Immunologie; B-Zellen; Signaltransduktion; B-Zell-Antigenrezeptor; Proteomik