Heimlich, Gerd (2003). Struktur-Funktions-Analyse des pro-apoptotischen Proteins Bax. PhD thesis, Universität zu Köln.
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Abstract
Das pro-apoptotische Protein Bax spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation des mitochondrialen Apoptosesignalwegs. Es ist unter anderem maßgeblich an der Freisetzung von pro-apoptotischen Faktoren wie Cytochrom c, AIF und Smac/DIABLO aus dem Intermembranraum der Mitochondrien in das Zytosol beteiligt. Es wurde für die Bax-induzierte Freisetzung von Cytochrom c gezeigt, dass die konformationelle Änderung und Oligomerisierung von Bax, notwendig sind. Der zugrunde liegende Mechanismus der Freisetzung ist jedoch unbekannt. Insbesondere konnten die Domänen von Bax, welche für die Freisetzung von Cytochrom c verantwortlich sind, bislang noch nicht identifiziert werden. Das Ziel dieser Arbeit war es, durch in vitro Studien an isolierten Mitochondrien und rekombinanten Bax Proteinen die für die Freisetzung von Cytochrom c essentiellen Domänen des Proteins zu identifizieren und deren Funktion zu charakterisieren. Der Einfluss der hydrophoben C-terminalen Transmembrandomäne (TM), der BH3-Domäne und der zentralen hydrophoben Helices 5/6 von Bax auf die Freisetzung von Cytochrom c standen dabei im Vordergrund der Untersuchungen. Die Experimentalbefunde zeigten, dass die Transmembrandomäne für die Freisetzung von Cytochrom c durch Bax nicht notwendig ist. Durch eine Kombination verschiedener interner Deletionsmutanten von Bax konnte außerdem gezeigt werden, dass die BH3- Domäne allein für die Freisetzung von Cytochrom c nicht ausreichend ist. Vielmehr ist die Insertion des Bax Proteins in die Mitochondrienmembranen über die Helices 5/6 für die Freisetzung von Cytochrom c essentiell. Durch Analyse des mitochondrialen Membranpotentials und der mitochondrialen Permeabilitätstransition konnte gezeigt werden, dass Bax ohne eine Zerstörung der äußeren Mitochondrienmembran Cytochrom c spezifisch freisetzt. Dafür spricht auch, dass Bax nur ungefähr 20 % des gesamten Cytochrom c Gehalts aus den isolierten Mitochondrien freizusetzen vermag. Schließlich wurde die Fragestellung untersucht, ob die Kompartimentierung von Cytochrom c in den Mitochondrien von Bedeutung ist. Durch Isolation und Rekonstitution von Hexokinase-Porin-ANT-Komplexen konnte gezeigt werden, dass Bax das endogene Cytochrom c aus assoziierten Komplexen in Abhängigkeit von der Substrat- bzw. Produktsättigung der Hexokinase spezifisch freisetzen kann. Diese Beobachtung könnte erklären, warum eine erhöhte Hexokinase-Aktivität die Apoptoserate von Zellen verringern kann. So könnte bei Tumorzellen, bei denen eine verstärkte Glykolyse vorliegt, der mitochondriale Apoptosesignalweg blockiert sein.
Item Type: | Thesis (PhD thesis) | ||||||||
Translated abstract: |
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Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-9117 | ||||||||
Date: | 2003 | ||||||||
Language: | German | ||||||||
Faculty: | Faculty of Mathematics and Natural Sciences | ||||||||
Divisions: | Ehemalige Fakultäten, Institute, Seminare > Faculty of Mathematics and Natural Sciences > no entry | ||||||||
Subjects: | Chemistry and allied sciences | ||||||||
Date of oral exam: | 3 June 2003 | ||||||||
Referee: |
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Refereed: | Yes | ||||||||
URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/911 |
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