Protein Phosphatase 2A and Polyomavirus-induced Oncogenesis

Polyomavirus, das der Gruppe der DNA-Tumorviren angehört, ruft in seinem natürlichen Wirt, der Maus, eine Vielzahl von Tumoren hervor und hat sich deshalb als ein geeignetes Modellsystem zum Studium der Karzinogenese etabliert. Das Polyomavirus-Protein mit den transformierenden Eigenschaften ist im wesentlichen das "Middle Tumor-Antigen" (MT). Es besitzt selbst keine enzymatische Aktivität, sondern übt seine transformierende Funktion durch Assoziation mit zellulären Proteinen und Modulation ihrer Aktivität aus. Die Assoziation von MT mit Proteinphosphatase 2A (PP2A), einer zellulären Serin/Threonin-Phosphatase, ist für die durch MT ausgelöste Transformation von Zellen notwendig. Die Mutationsanalyse von MT ergab, daß die Interaktion mit PP2A für den nachfolgenden Aufbau des MT-Transformationskomplexes, der weitere zelluläre Proteine wie Src-Tyrosinkinase, Phosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-kinase) und Shc enthält, erforderlich ist. Das Ziel des Projektes bestand darin, die Frage zu klären, ob die katalytische Aktivität von PP2A eine Rolle für den Aufbau des MT-Komplexes spielt oder ob PP2A bei diesem Vorgang eine ausschließlich strukturelle Funktion zukommt. Wir konnten zeigen, daß die katalytische Aktivität von PP2A für die Ausbildung eines Komplexes mit MT und MT-assoziierten Proteinen nicht notwendig zu sein scheint. Darüberhinaus konnten wir mittels einer Mutationsanalyse als erste Forschungsgruppe experimentell beweisen, daß der katalytische Mechanismus von PP2A ähnlich dem anderer Serin/Threonin-Proteinphosphatasen zu sein scheint. Ein weiteres Ziel des Projektes war, die inaktiven PP2A-Mutanten auf die Fähigkeit zu testen, mit neuen, noch nicht identifizierten Proteinen, die möglicherweise Substrate/Regulatoren von PP2A sind, interagieren zu können. Einige der inaktiven PP2A-Mutanten waren im Unterschied zum aktiven Enzym fähig, einen stabilen Komplex mit neuen, unbekannten Zellproteinen zu bilden. Eines dieser Protein wurde von uns als Phosphatase-Methylesterase-1 (PME-1) identifiziert und kloniert. PME-1 ist nicht nur die erste aus Säugerzellen klonierte Protein-Methylesterase, sondern auch ein Enzym, das den Modifikationszustand und die Aktivität von PP2A zu regulieren scheint. Unsere Arbeit über das mittlere Tumorantigen von Polyomavirus zeigt, daß die Aufklärung des Wirkungsmechanismus eines Onkoproteins einen wesentlichen Beitrag zu unserem Wissen, wie Krebs entsteht, leisten kann. Darüberhinaus lassen sich aus den, durch das Onkoprotein veränderten Regulationsmechanismen, Schlüsse ziehen, wie die zellulären Proteine im Normalfall reguliert werden. Im Rahmen des Projektes wurden poly- und monoklonale Antikörper gegen PP2A-Untereinheiten hergestellt, die für die Durchführung des Projektes essentiell waren. Über den Verkauf einiger dieser Antikörper konnte ich mit der amerikanischen Firma Upstate Biotechnology (UBI) Lizenzverträge abschließen. Das abgelaufene Projekt war somit nicht nur in wissenschaftlicher, sondern auch in kommerzieller Hinsicht erfolgreich.