7 research outputs found
Charakterisierung der Lokalisation von Prestin (SLC26A5) in Membran-MikrodomÀnen
Prestin (SLC26A5; Pres) nimmt eine SchlĂŒsselstellung fĂŒr die Funktion des SĂ€ugetierInnenohres ein. Es ist das Motorprotein der ĂHZ (Zheng et al. 2000), welches in Antwort auf Ănderungen des Membranpotenzials ultraschnelle LĂ€ngenĂ€nderungen der ĂHZ generiert (Brownell et al. 1985). Es wird angenommen, dass dieser als ElektromotilitĂ€t bezeichnete Vorgang die Grundlage des elektro-mechanischen VerstĂ€rkerprozesses der ĂHZ darstellt und fĂŒr die auĂerordentliche SensitivitĂ€t des Gehörs sorgt (Liberman et al. 2002). Der Verlust des VerstĂ€rkermechanismus der ĂHZ ist die hĂ€ufigste Ursache von Schwerhörigkeit beim Menschen.
Immunolokalisationen von nativem Pres zeigen eine subzellulĂ€re Lokalisation in der lateralen Plasmamembran der ĂHZ (Winter et al. 2006).
Die vorliegende Arbeit charakterisiert mittels verschiedener hoch auflösender FluoreszenzMikroskopie-Techniken die spezifische subzellulÀre Lokalisation der Pres-Orthologen aus Wanderratte (Rattus norvegicus; rPres), Zebrafisch (Danio rerio; zPres) und Huhn (Gallus gallus; cPres) im heterologen Expressionssystem.
Alle Pres-Orthologen offenbarten eine plasmamembran-stÀndige Lokalisation, jedoch Unterschiede in der Membran-Verteilung. Pres-Proteine aus Huhn wiesen eine homogene Verteilung auf. Die Orthologen aus Zebrafisch und Wanderratte hingegen lokalisierten als mikroskopisch sichtbare, fokale Cluster.
Als eine molekulare Determinante dieser differenziellen Lokalisation wurde die TransmembranDomĂ€ne (TMD) von Pres identifiziert, d.h., die intrinsischen Eigenschaften der TMD sind fĂŒr das Verteilungsverhalten von Pres ursĂ€chlich.
Weiterhin wurde herausgefunden, dass die biophysikalischen Bedingungen der Plasmamembran das Clustering ebenfalls beeinflussen: So wurde gezeigt, dass die Verteilung von Pres vom Cholesterol-Gehalt der Zellen und der Temperatur abhÀngig ist.
DarĂŒber hinaus wird die Verteilung von Pres durch Proteine mitbestimmt. Das mikrodomĂ€nenassoziierte Cav-1 ko-lokalisierte mit Pres und induzierte einerseits das Clustering von cPres, war andererseits aber fĂŒr die Lokalisation als Cluster nicht essentiell.
Das Pres-Clustering war eng mit dem Zytoskelett assoziiert. So ko-lokalisierten Aktin- wie auch Map1S-Punkte mit den Pres-Clustern. Eine Depolymerisation des Aktin-Zytoskeletts löste die Cluster partiell auf. Heterolog exprimiertes Map1S verhinderte diese Auflösung.
Biochemisch wurde abschlieĂend gezeigt, dass Aktin und Cav-1 mit Pres cholesterol-abhĂ€ngig interagieren.
Zusammenfassend liegt Pres bei heterologer Expression in cholesterol-reichen und zytoskelettabhÀngigen lipid-raft-artigen Membran-DomÀnen als Protein-Komplex mit Cav-1, Aktin und Map1S vor.
Die vorliegende Arbeit ermöglichte es, molekularen Eigenschaften der Pres-Membran-DomĂ€ne zu identifizieren und zeigt Kandidaten auf, die das Motorprotein der ĂHZ in der lateralen Membran organisieren könnten. Diese Kandidaten können an der Regulation der ElektromotilitĂ€t beteiligt sein
A human phospholipid phosphatase activated by a transmembrane control module
In voltage-sensitive phosphatases (VSPs), a transmembrane voltage sensor domain (VSD) controls an intracellular phosphoinositide phosphatase domain, thereby enabling immediate initiation of intracellular signals by membrane depolarization. The existence of such a mechanism in mammals has remained elusive, despite the presence of VSP-homologous proteins in mammalian cells, in particular in sperm precursor cells. Here we demonstrate activation of a human VSP (hVSP1/TPIP) by an intramolecular switch. By engineering a chimeric hVSP1 with enhanced plasma membrane targeting containing the VSD of a prototypic invertebrate VSP, we show that hVSP1 is a phosphoinositide-5-phosphatase whose predominant substrate is PI(4,5)P(2). In the chimera, enzymatic activity is controlled by membrane potential via hVSP1\u27s endogenous phosphoinositide binding motif. These findings suggest that the endogenous VSD of hVSP1 is a control module that initiates signaling through the phosphatase domain and indicate a role for VSP-mediated phosphoinositide signaling in mammals
Charakterisierung der Lokalisation von Prestin (SLC26A5) in Membran-MikrodomÀnen
Prestin (SLC26A5; Pres) nimmt eine SchlĂŒsselstellung fĂŒr die Funktion des SĂ€ugetierInnenohres ein. Es ist das Motorprotein der ĂHZ (Zheng et al. 2000), welches in Antwort auf Ănderungen des Membranpotenzials ultraschnelle LĂ€ngenĂ€nderungen der ĂHZ generiert (Brownell et al. 1985). Es wird angenommen, dass dieser als ElektromotilitĂ€t bezeichnete Vorgang die Grundlage des elektro-mechanischen VerstĂ€rkerprozesses der ĂHZ darstellt und fĂŒr die auĂerordentliche SensitivitĂ€t des Gehörs sorgt (Liberman et al. 2002). Der Verlust des VerstĂ€rkermechanismus der ĂHZ ist die hĂ€ufigste Ursache von Schwerhörigkeit beim Menschen.
Immunolokalisationen von nativem Pres zeigen eine subzellulĂ€re Lokalisation in der lateralen Plasmamembran der ĂHZ (Winter et al. 2006).
Die vorliegende Arbeit charakterisiert mittels verschiedener hoch auflösender FluoreszenzMikroskopie-Techniken die spezifische subzellulÀre Lokalisation der Pres-Orthologen aus Wanderratte (Rattus norvegicus; rPres), Zebrafisch (Danio rerio; zPres) und Huhn (Gallus gallus; cPres) im heterologen Expressionssystem.
Alle Pres-Orthologen offenbarten eine plasmamembran-stÀndige Lokalisation, jedoch Unterschiede in der Membran-Verteilung. Pres-Proteine aus Huhn wiesen eine homogene Verteilung auf. Die Orthologen aus Zebrafisch und Wanderratte hingegen lokalisierten als mikroskopisch sichtbare, fokale Cluster.
Als eine molekulare Determinante dieser differenziellen Lokalisation wurde die TransmembranDomĂ€ne (TMD) von Pres identifiziert, d.h., die intrinsischen Eigenschaften der TMD sind fĂŒr das Verteilungsverhalten von Pres ursĂ€chlich.
Weiterhin wurde herausgefunden, dass die biophysikalischen Bedingungen der Plasmamembran das Clustering ebenfalls beeinflussen: So wurde gezeigt, dass die Verteilung von Pres vom Cholesterol-Gehalt der Zellen und der Temperatur abhÀngig ist.
DarĂŒber hinaus wird die Verteilung von Pres durch Proteine mitbestimmt. Das mikrodomĂ€nenassoziierte Cav-1 ko-lokalisierte mit Pres und induzierte einerseits das Clustering von cPres, war andererseits aber fĂŒr die Lokalisation als Cluster nicht essentiell.
Das Pres-Clustering war eng mit dem Zytoskelett assoziiert. So ko-lokalisierten Aktin- wie auch Map1S-Punkte mit den Pres-Clustern. Eine Depolymerisation des Aktin-Zytoskeletts löste die Cluster partiell auf. Heterolog exprimiertes Map1S verhinderte diese Auflösung.
Biochemisch wurde abschlieĂend gezeigt, dass Aktin und Cav-1 mit Pres cholesterol-abhĂ€ngig interagieren.
Zusammenfassend liegt Pres bei heterologer Expression in cholesterol-reichen und zytoskelettabhÀngigen lipid-raft-artigen Membran-DomÀnen als Protein-Komplex mit Cav-1, Aktin und Map1S vor.
Die vorliegende Arbeit ermöglichte es, molekularen Eigenschaften der Pres-Membran-DomĂ€ne zu identifizieren und zeigt Kandidaten auf, die das Motorprotein der ĂHZ in der lateralen Membran organisieren könnten. Diese Kandidaten können an der Regulation der ElektromotilitĂ€t beteiligt sein
A human phospholipid phosphatase activated by a transmembrane control module
In voltage-sensitive phosphatases (VSPs), a transmembrane voltage sensor domain (VSD) controls an intracellular phosphoinositide phosphatase domain, thereby enabling immediate initiation of intracellular signals by membrane depolarization. The existence of such a mechanism in mammals has remained elusive, despite the presence of VSP-homologous proteins in mammalian cells, in particular in sperm precursor cells. Here we demonstrate activation of a human VSP (hVSP1/TPIP) by an intramolecular switch. By engineering a chimeric hVSP1 with enhanced plasma membrane targeting containing the VSD of a prototypic invertebrate VSP, we show that hVSP1 is a phosphoinositide-5-phosphatase whose predominant substrate is PI(4,5)P(2). In the chimera, enzymatic activity is controlled by membrane potential via hVSP1\u27s endogenous phosphoinositide binding motif. These findings suggest that the endogenous VSD of hVSP1 is a control module that initiates signaling through the phosphatase domain and indicate a role for VSP-mediated phosphoinositide signaling in mammals