Regulatin des A2A - Adenosinrezeptors durch USP4 und Astrin

Der A2A-Adenosinrezeptor ist ein Angriffspunkt für Pharmaka in ZNS und Kreislauf. Entfernung des Rezeptorgens in Mäusen führt zu Störungen der Psychomotorik, vermehrter Ängstlichkeit, erhöhtem arteriellen Blutdruck und gesteigerter Thrombozytenaggregation. Ausgangspunkt für den Projektantrag ist die Beobachtung, dass eine Deletion des carboxyterminalen Segments des Rezeptorproteins die Rezeptorregulation beeinträchtigt. In der Zellkultur (i) ist der Abbau des Rezeptorproteins durch das 26S-Proteasome gestört und (ii) die subzelluläre Verteilung des Rezeptors in Nervenzellen verändert. Als Arbeitshypothese wird postuliert, dass durch Kürzung der Peptidsequenz der Rezeptor weder durch USP4, eine Ubiquitin-spezifische Protease, noch durch das Mikrotubuli-bindende Protein, Astrin, erkannt wird; diese Defekte verursachen die veränderte Rezeptoregulation. In dem vorliegenden Antrag zeigen wir, dass (i) der Rezeptor ubiquitiniert wird and dass USP4 die Konjugation an Ubiquitin verhindert. USP4 greift in den zellulären Rezeptorumsatz ein und erhöht den Anteil an funktionell aktiven Rezeptoren in der Plasmamembran der Zell-oberfläche. (ii) Wenn die Interaktion mit Astrin unterbrochen ist, wird die Verteilung in die Neuriten ineffizient und der Rezeptor bleibt auf die Basis der Nervenfortsätze beschränkt. Mit diesem Projektantrag wird vorgeschlagen den zellulären Regulationsmechanismus von USP4 und Astrin zu untersuchen. Des Weiteren sollen die jeweiligen Erkennungssequenzen für USP4 und Astrin im Rezeptor-C-terminus eingegrenzt werden, mit dem Ziel mutante Rezeptoren zu generieren, die durch diese regulatorischen Proteine nicht erkannt werden. Zur definitiven Prüfung soll in Mäusen der Wildtyprezeptor durch mutante Versionen ersetzt werden. Die Mäuse werden dann gemäß den bestehenden Paradigmen in Verhaltens- und Herz-Kreislaufpharmakologie getestet; an isolierten Geweben soll ferner Rezeptorlokalisation und -regulation untersucht werden. Das Forschungsprojekt soll die Regulation des A2A-Adenosinrezeptors in vivo klären. Darüber hinaus werden aller Voraussicht nach allgemeine Schlüsse zur Substraterkennung durch USP4 sowie zu den polarisierenden Eigenschaften von Astrin in Nervenzellen möglich sein.

Der A2A-Adenosinrezeptor ist ein Angriffspunkt für Pharmaka in ZNS und Kreislauf. Entfernung des Rezeptorgens in Mäusen führt zu Störungen der Psychomotorik, vermehrter Ängstlichkeit, erhöhtem arteriellen Blutdruck und gesteigerter Thrombozytenaggregation. Ausgangspunkt für den Projektantrag ist die Beobachtung, dass eine Deletion des carboxyterminalen Segments des Rezeptorproteins die Rezeptorregulation beeinträchtigt. In der Zellkultur (i) ist der Abbau des Rezeptorproteins durch das 26S-Proteasome gestört und (ii) die subzelluläre Verteilung des Rezeptors in Nervenzellen verändert. Als Arbeitshypothese wird postuliert, dass durch Kürzung der Peptidsequenz der Rezeptor weder durch USP4, eine Ubiquitin-spezifische Protease, noch durch das Mikrotubuli- bindende Protein, Astrin, erkannt wird; diese Defekte verursachen die veränderte Rezeptoregulation. In dem vorliegenden Antrag zeigen wir, dass (i) der Rezeptor ubiquitiniert wird and dass USP4 die Konjugation an Ubiquitin verhindert. USP4 greift in den zellulären Rezeptorumsatz ein und erhöht den Anteil an funktionell aktiven Rezeptoren in der Plasmamembran der Zell-oberfläche. (ii) Wenn die Interaktion mit Astrin unterbrochen ist, wird die Verteilung in die Neuriten ineffizient und der Rezeptor bleibt auf die Basis der Nervenfortsätze beschränkt. Mit diesem Projektantrag wird vorgeschlagen den zellulären Regulationsmechanismus von USP4 und Astrin zu untersuchen. Des Weiteren sollen die jeweiligen Erkennungssequenzen für USP4 und Astrin im Rezeptor- C-terminus eingegrenzt werden, mit dem Ziel mutante Rezeptoren zu generieren, die durch diese regulatorischen Proteine nicht erkannt werden. Zur definitiven Prüfung soll in Mäusen der Wildtyprezeptor durch mutante Versionen ersetzt werden. Die Mäuse werden dann gemäß den bestehenden Paradigmen in Verhaltens- und Herz-Kreislaufpharmakologie getestet; an isolierten Geweben soll ferner Rezeptorlokalisation und -regulation untersucht werden. Das Forschungsprojekt soll die Regulation des A2A-Adenosinrezeptors in vivo klären. Darüber hinaus werden aller Voraussicht nach allgemeine Schlüsse zur Substraterkennung durch USP4 sowie zu den polarisierenden Eigenschaften von Astrin in Nervenzellen möglich sein.