Untersuchungen zur Transaktivierung und Degradation des Nukleären Hormonrezeptors PPARγ

Abstract

Nukleäre Hormonrezeptoren (NHRs) spielen eine bedeutende Rolle in einer großen Zahl physiologischer und pathologischer Vorgänge des menschlichen Organismus. Sie wirken als Transkriptionsfaktoren, deren Aktivität von Liganden reguliert wird. Peroxisome Proliferator-Activated Receptor gamma (PPARγ) ist ein Mitglied der Familie der NHRs und hat unter anderem Einfluss auf die Adipogenese, die Regulation der systemischen Insulin-Sensitivität, den Fettstoffwechsel, die Tumor-Biologie und die Inflammation. PPARγ reguliert Gene, indem er als Heterodimer mit dem Retinoic X Rezeptor (RXR) an Promotorregionen bindet. Die in der Therapie des Diabetes Typ 2 als „Insulin-Sensitizer“ verwendeten Thiazolidinedione (TZDs), wie z.B. Rosiglitazon, sind hochpotente synthetische PPARγ-Liganden. Die Aktivierung von PPARγ durch Ligand führt aber auch zu einer Ubiquitinierung des Rezeptors mit nachfolgendem proteasomalen Abbau des Proteins. Aufgrund der verschiedenen Effekte von PPARγ wäre es von großer biologischer und therapeutischer Bedeutung, wenn es gelänge, die Aktivität dieses Transkriptionsfaktors selektiv zu beeinflussen. Dazu ist es notwendig, die Prozesse bei der Aktivierung von PPARγ genauer zu verstehen. In dieser Arbeit sollte der Frage nachgegangen werden, ob die ligandabhängige transkriptionelle Aktivität und Degradation miteinander gekoppelt sind. Für RXR wurden Punktmutanten beschrieben, deren Transaktivierung und Degradation unabhängig voneinander ablaufen. Ein Ziel dieser Arbeit war es, zu diesen RXR-Punktmutanten strukturgleiche, analoge PPARγ-Punktmutanten zu klonieren und zu charakterisieren. Es zeigte sich, dass bestimmte PPARγ-Punktmutanten eine reduzierte Affinität zu PPARγ-Ligand aufwiesen. Unter optimaler Ligandkonzentration wiesen alle PPARγ-Punktmutanten eine stark verringerte transkriptionelle Aktivität auf. In weiteren Versuchen zeigte sich, dass nur transkriptionell aktive PPARγ-Allele ligandabhängig abgebaut werden. Dagegen wurden die transkriptionell inaktiven PPARγ-Mutanten nicht abgebaut bzw. sogar stabilisiert. Zusammenfassend kann man daraus schließen, dass für PPARγ transkriptionelle Aktivität und Degradation notwendig miteinander gekoppelt sind. Weiterhin wurde in dieser Arbeit untersucht, auf welche Weise das Proteasom an der Regulation der transkriptionellen Aktivität von PPARγ beteiligt ist. Eine Reihe von Studien, die die transkriptionelle Aktivität von PPARγ mittels exogener Reporterkonstrukte maß, ergab, dass die Hemmung der Proteasomaktivität zu einer Steigerung der Transaktivierung von PPARγ führt. Demgegenüber konnte hier gezeigt werden, dass die ligandabhängige Expression von endogenen PPARγ-Zielgenen durch Proteasom-Inhibition gehemmt wird. Dies ist ein Hinweis darauf, dass anders als bisher vermutet die transkriptionelle Aktivierung der hier untersuchten endogenen Zielgene durch PPARγ die Aktivität des Proteasoms benötigt