In Zellen laufen ständig anabole und katabole Prozesse ab, die dafür Sorge tragen, dass der menschliche Organismus lebensfähig bleibt. Neben Fetten, Kohlenhydraten und anderen Stoffen besitzen vor allem Proteine wichtige Funktionen, indem sie als Enzym, Strukturbaustein, Rezeptor etc. fungieren. Zur Aufrechterhaltung eines funktionalen Metabolismus ist es daher von größter Wichtigkeit ein Gleichgewicht zwischen Neusynthese und Abbau von Proteinen zu gewährleisten. Dieses Gleichgewicht der Proteine, auch als Proteostase bezeichnet, bedient sich dabei verschiedener Mechanismen zur Kontrolle und Regulation.
Einer dieser Mechanismen, der dem degradativen Teil der Proteostase zugehörig ist, ist die Autophagie. Der Prozess der Autophagie stellt einen streng regulierten Vorgang zur Degradation großer Mengen cytosolischen Materials oder spezifischer Substrate dar, wobei man zwischen chaperonvermittelter Autophagie, Mikroautophagie und Makroautophagie unterschiedet. Die verschiedenen, anhand ihrer Substrate benannten Formen der Makroautophagie haben dabei alle die Degradation über die Bildung von Autophagosomen mit anschließender lysosomaler Fusion gemeinsam. Initiation, Nukleation, Elongation und Reifung bzw. Abschluss der Autophagosomensynthese werden durch eine Vielfalt verschiedener Proteine und Faktoren reguliert. Zwei dieser Faktoren, die eine wichtige Funktion während makroautophagischer Prozesse einnehmen, sind das HSP70-Co-Chaperon BAG3 und die nicht muskulären Myosine (NMII). BAG3 fungiert hier vor allem in der Erkennung und dem Abtransport aggregierter bzw. nichtnativer Proteine in einem Vorgang der als BAG3-vermittelte Makroautophagie oder auch als chaperonvermittelte, selektive Autophagie (CASA) bezeichnet wird. Für nicht muskuläre Myosine wie z.B. NMII-A werden Funktionen in der Rekrutierung von für die Elongation wichtigen Membranquellen angenommen.
In der vorliegenden Arbeit sollten nun verschiedene Aspekte der Autophagie, vor allem der BAG3-vermittelten Makroautophagie untersucht werden. Die Experimente gliedern sich dabei in die allgemeine Untersuchung der Autophagie in neuronalen und nicht neuronalen Zellen unter Nährstoffentzug, in Untersuchungen von BAG3 in seiner Funktion in neuronalen Systemen, sowie möglicher Interaktoren und die Untersuchung des Einflusses einer NMII-Isoform, NMII-C, auf die autophagische Aktivität.
Hierbei zeigte sich, dass SH-SY5Y-Zellen, als neuronale Zellen, weder auf den Entzug von Aminosäuren noch von Glukose durch eine Erhöhung der autophagischen Aktivität reagieren.
Untersuchungen von BAG3 ergaben, dass es nachweißlich mit dem SNARE-Protein Syntaxin 1 und vermutlich auch mit SNAP25 interagiert. Die durch massenspektrometrische Interaktomanalysen vorläufig gefundene Interaktion von BAG3 und dem nicht muskulären Myosin NMII-C hingegen konnte bestätigt werden. Allerdings scheint NMII-C nicht an der BAG3-vermittelten Aggresombildung beteiligt zu sein, besitzt aber einen Einfluss auf die autophagische Aktivität, wie durch siRNA- und Überexpressionsexperimente gezeigt werden konnte.XI, 209 Seite
