Regulation von AID durch Lysin-Modifikationen

Activation induced deaminase (AID) - ein Enzym welches DNA mutiert - ist verantwortlich für Klassenwechsel und somatische Hypermutation der Immunoglobulin (Ig) Gene in B Zellen der Keimzentren. Es gibt mehrere Regulationsmöglichkeiten um die spezifische Aktivität des Enzyms zu kontrollieren und um AID-vermittelte Mutationsschäden außerhalb des Ig-Lokus so gering wie möglich zu halten. Dies geschieht durch spezifische Interaktion mit Bindungspartnern, durch gezielte Phosphorylierung, durch subzelluläre Kompartimentalisierung und durch gezielte Degradation des Enzyms im Nukleus, welche mit einer Ubiquitinierung von AID einhergeht. Da Ubiquitinierungen nicht nur den Abbau eines Proteins initiieren sondern je nach Art der Ubiquitinierung auch die Funktionalität beeinflussen können, wäre es denkbar dass die Ubiquitinierung von AID im Zellkern auch deren spezifische Aktivität beeinflusst. Um diese Möglichkeit zu untersuchen generierten wir AID Mutanten welche alle acht Lysine einzeln in Arginine mutiert beinhalten. In unseren präliminären Daten konnten wir zeigen, dass nur eine Mutation von Lysin an der Position 22 die Klassenwechsel-Aktivität in retroviral transduzierten B Zellen vermindert, obwohl die enzymatische Aktivität in Bakterien gleich bleibt. Auch die somatische Hypermutation in Zelllinien wird durch die Mutation von Lysin 22 nicht beeinflusst. Des Weiteren konnten wir mittels transfizierter Zelllinien zeigen, dass Lysin 22 von AID ein Ziel von Ubiquitinierung ist, was darauf hindeutet dass Lysin- modifizierungen durch Ubiquitin nicht nur für die Degradation von AID im Zellkern wichtig ist sondern auch für die Regulierung der spezifischen Aktivität eine entscheidemde Rolle spielt. Da unsere bisherigen Daten darauf hinweisen, dass Lysin an der Position 22 von AID wichtig ist für Klassenwechsel aber nicht für eine generelle Aktivität des Enzyms, wollen wir in diesem Projekt die Rolle von Lysin 22 näher untersuchen. Ziel ist es herauszufinden welche post-translationale Modifikation an Lysin 22 in vivo zu finden ist und wie Lysin 22 AID reguliert. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt werden nicht nur Erkenntnisse über die Steuerung von Klassenwechsel und Hypermutation haben sondern auch wichtigen Einblick geben in AID- vermittelte Krebsentstehung durch eine Störung dieser Prozesse.

Die Activation induced deaminase (AID) ist ein wichtiges Enzym der AID/APOBEC-Familie, das die für die adaptive Immunität erforderliche Antikörperdiversität generiert. AID erreicht dies durch die gezielte Mutation der Antikörper-kodierenden Gensequenzen. Um kanzerogene Off-Target-Mutationen zu vermeiden, wird die AID-Aktivität durch verschiedene Mechanismen streng kontrolliert. In diesem Projekt, das auf die Untersuchung posttranslationaler Modifikationen von AID abzielte, haben wir wichtige Einblicke in die Proteinstabilität von Spleißvarianten und in die on/off-target Aktivität verschiedener AID/APOBEC-Mitglieder in der B-Zell-Leukämie gewonnen. Unsere Daten tragen zu einem besseren Verständnis der Entstehung von Mutationen im Zusammenhang mit Krebs bei, was besonders für die Therapieresistenz relevant ist.