Transportwege nukleärer Rezeptortyrosinkinasen

Im Allgemeinen sind Rezeptortyrosinkinasen (RTKs) Transmembranproteine mit einer einzelnen Transmembrandomäne, die nach Bindung von Polypeptidwachstumsfaktoren intrazelluläre Signalkaskaden auslösen. Überraschenderweise lokalisieren mehrere Rezeptortyrosinkinasen, wie zum Beispiel EGFR und FGFR-1 auch im Zellkern, jedoch werden derzeit sowohl die Funktion im Kern als auch die Transportwege, die zur Kernlokalisierung führen, schlecht verstanden. Dieses Projekt hat zielt daher darauf ab, die zellulären Transportwege nukleärer RTKs unter Verwendung von konfokaler Mikroskopie und biochemischen Methoden, wie Zellfraktionierung zu untersuchen. Die derzeitige Datenlage legt nahe, dass nukleäre RTKs in einer nicht-membran-gebundenen Form vorliegen und aus dem Zytosol in den Zellkern importiert werden (durch bekannte Mechanismen). Das eröffnet die erste Schlüsselfrage des Projektes: Sind Transmembranproteine in der Lage die Membranfraktion der Zelle zu verlassen und wie wird diese Membranextraktion erreicht? Das endoplasmatische Reticulum assoziierte Degradationssystem (ERAD), ein System der zellulären "Qualitätskontrolle" kann luminale und Transmembran ER Proteine in das Zytoplasma retrotranslozieren (extrahieren), woran sich normalerweise die Degradierung der extrahierten Proteine anschließt. Es gibt jedoch eine Reihe von Beispielen (Viren, bakterielle Toxine), bei denen keine anschließende Degradierung erfolgt, sodass sich die extrahierten Proteine im Zytosol anreichern. Das legt nahe, dass möglicherweise auch nukleäre RTKs diesen Stoffwechselweg verwenden und am ER durch ERAD in das Zytosol extrahiert werden, ein Hauptaspekt, der im vorliegenden Projekt untersucht wird. Das würde wiederum erfordern, dass RTKs, die für den Zellkern bestimmt sind, zunächst zum ER transportiert werden müssen. Das eröffnet eine weitere Schlüsselfrage des Projektes: Kommen nukleäre RTKs ursprünglich von der Zelloberfläche oder von intrazellulären Stellen? Falls sie von der Zelloberfläche kommen, erscheint es sehr wahrscheinlich, dass der gesamte Transport zusätzlich auch Endozytose der Rezeptoren, Fusion von Endosomen mit dem Golgi-Apparat sowie retrograden Transport vom Golgi-Apparat zum ER erfordert, was den zweiten Hauptschwerpunkt des Projektes darstellt. Zusammenfassend wird erwartet, dass das Projekt das gegenwärtige Verständnis der Transportwege, die zur Kernlokalisierung von RTKs führen, substanziell verbessern wird, was unter Anderem auch deshalb von Bedeutung ist, da die Kernlokalisierung von RTKs in neuen Studien in bestimmten menschlichen Krebsarten mit schlechter Langzeitprognose in Verbindung gebracht wurde.

Im Allgemeinen sind Rezeptortyrosinkinasen (RTKs) Transmembranproteine mit einer einzelnen Transmembrandomäne, die nach Bindung von Polypeptidwachstumsfaktoren intrazelluläre Signalkaskaden auslösen. Überraschenderweise lokalisieren mehrere Rezeptortyrosinkinasen, wie zum Beispiel EGFR und FGFR-1 auch im Zellkern, jedoch werden derzeit sowohl die Funktion im Kern als auch die Transportwege, die zur Kernlokalisierung führen, schlecht verstanden. Dieses Projekt hat zielt daher darauf ab, die zellulären Transportwege nukleärer RTKs unter Verwendung von konfokaler Mikroskopie und biochemischen Methoden, wie Zellfraktionierung zu untersuchen. Die derzeitige Datenlage legt nahe, dass nukleäre RTKs in einer nicht-membran-gebundenen Form vorliegen und aus dem Zytosol in den Zellkern importiert werden (durch bekannte Mechanismen). Das eröffnet die erste Schlüsselfrage des Projektes: Sind Transmembranproteine in der Lage die Membranfraktion der Zelle zu verlassen und wie wird diese Membranextraktion erreicht? Das endoplasmatische Reticulum assoziierte Degradationssystem (ERAD), ein System der zellulären "Qualitätskontrolle" kann luminale und Transmembran ER Proteine in das Zytoplasma retrotranslozieren (extrahieren), woran sich normalerweise die Degradierung der extrahierten Proteine anschließt. Es gibt jedoch eine Reihe von Beispielen (Viren, bakterielle Toxine), bei denen keine anschließende Degradierung erfolgt, sodass sich die extrahierten Proteine im Zytosol anreichern. Das legt nahe, dass möglicherweise auch nukleäre RTKs diesen Stoffwechselweg verwenden und am ER durch ERAD in das Zytosol extrahiert werden, ein Hauptaspekt, der im vorliegenden Projekt untersucht wird. Das würde wiederum erfordern, dass RTKs, die für den Zellkern bestimmt sind, zunächst zum ER transportiert werden müssen. Das eröffnet eine weitere Schlüsselfrage des Projektes: Kommen nukleäre RTKs ursprünglich von der Zelloberfläche oder von intrazellulären Stellen? Falls sie von der Zelloberfläche kommen, erscheint es sehr wahrscheinlich, dass der gesamte Transport zusätzlich auch Endozytose der Rezeptoren, Fusion von Endosomen mit dem Golgi-Apparat sowie retrograden Transport vom Golgi-Apparat zum ER erfordert, was den zweiten Hauptschwerpunkt des Projektes darstellt. Zusammenfassend wird erwartet, dass das Projekt das gegenwärtige Verständnis der Transportwege, die zur Kernlokalisierung von RTKs führen, substanziell verbessern wird, was unter Anderem auch deshalb von Bedeutung ist, da die Kernlokalisierung von RTKs in neuen Studien in bestimmten menschlichen Krebsarten mit schlechter Langzeitprognose in Verbindung gebracht wurde.