Funktionelle Regulation des Clathrin Adaptor Komplexes 2 (AP2) - Kölner UniversitätsPublikationsServer

Gaffry, Thomas (2010). Funktionelle Regulation des Clathrin Adaptor Komplexes 2 (AP2). PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die funktionelle Regulation des Clathrin Adaptor Komplexes 2 (AP2). AP2 ist an der Erkennung und Rekrutierung von Cargo-Proteinen an der Plasmamembran und deren Internalisierung über Clathrin- vermittelte Endozytose beteiligt. Es konnte gezeigt werden, dass die Interaktion von AP2 mit PtIns(4,5)P2 in der Plasmamembran die treibende Kraft für eine strukturelle Umlagerung in AP2 zu der �offenen� Konformation ist und synergistisch zur Erkennung von Sortierungssignalen führt. Die funktionelle Bedeutung dieser �offenen�, signalgebundenen Konformation von AP2 für die Membran- und Signalbindung konnte beschrieben sowie die Relevanz der �geschlossenen� Konformation in Lösung erklärt werden. Die Ear-Domänen der großen AP2-Untereinheiten binden an eine Vielzahl von CCV-assoziierten Proteinen, die unter anderem für die Bildung eines CCVs von Bedeutung sind. Die hier vorgelegten Resultate zeigen, dass die Ear-Domäne der alpha-Untereinheit an den AP2-Komplex rückbindet. Dies eröffnet theoretisch eine neue Möglichkeit der funktionellen Regulation von AP2. Die funktionelle Bedeutung der Phosphorylierung der großen Untereinheiten alpha und beta2 von AP2 ist bis dato noch nicht geklärt. Zwar konnten zwei Phosphorylierungs-stellen in der beta2-Untereinheit nach Stimulation spezifischer Rezeptoren identifiziert werden, jedoch sind die Phosphorylierungsstellen in alpha- und beta2-Adaptin unter steady-state Bedingungen bis dato unbekannt. Erste Versuche zeigten, dass die Hinge/Ear-Regionen der alpha-Untereinheit und ein Bereich im C-terminalen beta2-Hinge(AS 686-721) phosphoryliert werden. Die genaue Position und Funktion der jeweiligen Phosphorylierungen müssen in weiterführenden Arbeiten genauer untersucht werden. Diese Arbeit konnte einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der funktionellen Regulation von AP2 im Rahmen der Rekrutierung an die Plasmamembran liefern. Außerdem liefert sie erste Hinweise auf eine weitere Ebene der Regulation durch Verlagerung der Ear-Domäne von alpha-Adaptin und durch Phosphorylierung.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated abstract:

Abstract

Language

This work deals with the functional regulation of the clathrin adaptor complex 2 (AP2). AP2 is involved in the recognition and recruitment of cargo proteins at the plasma membrane and the internalization of its cargoes via clathrin mediated endocytosis. This work could show, that the endocytic cargo binding of AP2 is driven by its interaction with PtIns(4,5)P2-containing membranes. This is the initial step for a large conformational change into the �open� conformation of AP2 and important for endocytic motif recognition and binding. We could show the functional importance of this �open� conformation for membrane and signal binding of AP2 as well as the relevance of the cytosolic �closed� conformation in the absence of membrane interactions. The Ear domains of AP2 bind to a variety of CCV associated proteins. Our results show that the ear domain of the alpha-subunit can bind to the core of the AP2 complex. These findings open a new possibility for a functional regulation of this complex. Until now the fuctional relevance of large subunit phosphorylation is unclear. Two phosphorylation sites have been identified in the beta2-subunit, appearing after the stimulation of specific receptors. The phosphorylation sites of the alpha- and beta2-subunit under steady-state conditions are still unknown. First results show that these phosphorylations take place in the hinge/ear regions of the alpha-subunit and in the c-terminal part of the beta2-hinge (aa 686-721), but the exact phosphorylation sites have to be determined in the future. This work is an important contribution to the understanding of the functional relevance of the AP2 complex in the process of recruitment. In addition it suggests a new level of regulation by the displacement of the alpha-ear-domain and by phosphorylation.

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