Universität zu Köln

Mann, Henning (2006). Identifizierung und Charakterisierung von Interaktionspartnern der Matriline. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Die Matriline repräsentieren eine Familie von vier nicht-kollagenen Multidomänen-Proteinen der extrazellulären Matrix und oligomerisieren zu trimeren und tetrameren Homo- und Heterooligomeren. Matriline spielen eine Rolle als Adapterproteine in der extrazellulären Matrix; durch ihre Bindungen an sowohl kollagene als auch nichtkollagene Matrixkomponenten können sie verschiedene, extrazelluläre Netzwerke miteinander verbinden. In dieser Arbeit wurde ein Panel von Proteinen der extrazellulären Matrix auf seine Bindungsfähigkeit an Matrilin-1, -3 und -4 getestet. Dabei konnte eine Reihe von Matrixproteinen erstmalig als Matrilin-Bindungspartner identifiziert werden, darunter das Proteoglykan PRELP, die Kollagene XI, XII, XIV und XXII und das pentamere Glykoprotein COMP (TSP-5). Die Bindung von Matrilin-4 an COMP wurde als kationenabhängig identifiziert, detailliert mittels ELISA-ähnlichen und SPR-Bindungsstudien untersucht und als ein beidseitig von Multivalenz und entweder additiven oder kooperativen Mechanismen geprägter Vorgang charakterisiert. Die für beide Proteinfamilien beschriebene proteolytische Prozessierung könnte einer proteolytischen Regulation ihrer Avidität dienen und so die Fähigkeit der Matriline (und COMP) regulieren, Komponenten der extrazellulären Matrix miteinander zu verbinden. Die Bindung zwischen Matrilin-4 und COMP wird hauptsächlich von der Matrilin-4 VWA2 Domäne und der COMP T3+TC-Domäne vermittelt. Die Matrilin-4 VWA1 Domäne ist mit geringerer Affinität ebenfalls in der Lage, an COMP zu binden und ist daher entweder additiv oder kooperativ an der COMP-Bindung beteiligt oder vermittelt die Bindung zu einem weiteren Protein der extrazellulären Matrix. Eine starke Rolle bei der Zellanhaftung konnte für die Matriline nicht nachgewiesen werden. Verglichen mit einem klassischen Zellanhaftungsprotein (Fibronectin) sind für Zellbindungen auf Matrilinen wesentlich höhere Beschichtungskonzentrationen nötig und die beobachteten Bindungen laufen ohne die klassischen Merkmale der Zellanhaftung, wie fokale Kontakte und Umorganisation des Zytoskeletts ab. Die geringfügige Beteiligung dieser Proteine an der Zellhaftung wird weder ausschließlich durch die Zelloberflächenrezeptoren vom Typ der Proteoglykane noch vom Typ der Integrine vermittelt, obwohl augenscheinlich beide an den beobachteten Anhaftungen beteiligt sind.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Identification and Characterization of Matrilin Interactionpartners English
Translated abstract:	Abstract Language The matrilins form a four-member family of non-collagenous, modular proteins in the extracellular matrix, which oligomerize into homo- and heterooligomeric trimers and tetramers. Matrilins play a role as adaptor proteins by participating in the interconnection of different collagen networks with each other and with other matrix proteins and thus play a role in the organization of extracellular networks. In this present study a panel of extracellular matrix proteins was tested for binding to matrilin-1, -3 and -4. Among proteins in this panel, identified as novel matrilin binding partners, were PRELP, the collagens XI, XII, XIV and XXII and the pentameric glycoprotein COMP, which showed the most prominent interaction with matrilins. The matrilin-4�COMP binding is divalent cation-dependent and detailed studies using ELISA-style and SPR-assays showed that it is influenced by multivalency, indicating additive or cooperative mechanisms of the interactions of the individual subunits and domains. Both matrilins and COMP are subject to proteolytic processing and their adaptor functions may be physiologically modulated by proteolytic loss of single subunits, resulting in decreased binding avidity. The interaction between matrilin-4 and COMP is primarily mediated by a binding of the matrilin-4 VWA2 domain to the COMP domains represented by the C-terminal T3+TC fragment. However, the matrilin-4 VWA1 domain also binds to COMP, but with a lower affinity. Thus, each matrilin-4 VWA domain may either participate in COMP interactions or mediate binding to other proteins of the extracellular matrix. Although matrilins are able to mediate weak cell attachment, as compared to classical cell attachment proteins, like fibronectin, much higher concentrations are required to reach plateau values and the binding does not lead to the formation of focal contacts and the reorganization of the actin cytoskeleton. Cell attachment on matrilins is not exclusively mediated by either integrins or cell surface proteoglykans, although both receptor types are involved in promoting the cell adhesion. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Mann, Henning henning.mann@uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-17765
Date:	2006
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Medicine > Biochemie > Institut II für Biochemie
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Matrilin , COMP , Extrazelluläre Matrix German Matrilin , COMP , Extrazellular Matrix English
Date of oral exam:	12 June 2006
Referee:	Name Academic Title Paulsson, Mats Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1776