Vergleichende Charakterisierung der Adhäsionsproteine Vinculin und Metavinculin : Neue Aspekte der zellulären Funktion von Metavinculin

Witt, Sebastian

Metavinculin ist die muskelspezifische Spleißform des ubiquitär exprimierten Adhäsionsproteins Vinculin und unterscheidet sich von diesem nur durch einen stark sauren Einschub. Ziel der Arbeit war die Charakterisierung dieses Proteins. Dazu wurde die Expression und Lokalisation von Metavinculin in muriner Muskulatur untersucht. Für seine funktionelle Charakterisierung wurde nach neuen Liganden des Proteins gesucht. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten jedoch darauf hin, dass die Funktion des Metavinculin-Einschubs nicht in der Bindung spezifischer Liganden liegt, sondern vielmehr auf der Modulation bestehender Ligandeninteraktionen beruht: Die biochemische Charakterisierung des Proteins ergab einen deutlichen modulativen Einfluss des Metavinculin-Einschubs auf Ligandenwechselwirkungen. Insbesondere auf die Bindung saurer Phospholipide und die Homodimerisierung der Metavinculin-Schwanzdomäne wirkt sich der Metavinculin-Einschub inhibierend aus. Die inhibitorische Wirkung des Metavinculin-Einschubs auf diese Ligandenwechselwirkungen konnte durch eine Neutralisation seiner negativen Ladung aufgehoben werden. Ein direkter Einfluss des Metavinculin-Einschubs auf die Bindung an das Aktin-Cytoskelett konnte nicht nachgewiesen werden, eine inhibitorische Veränderung der Dimerisierungseigenschaften könnte jedoch einen modulierenden Einfluss des Metavinculin-Einschubs auf die Ausbildung von Aktin-Suprastrukturen erklären. Insbesondere der Nachweis von Metavinculin / Vinculin-Heterodimeren erlaubt die Aufstellung neuer Modelle zur möglichen Modulation von Adhärenzverbindungen durch die Expression von Metavinculin und somit zur zellulären Funktion des Proteins.

Metavinculin is the muscle-specific splice variant of the ubiquitously expressed adhesion protein vinculin and contains an additional very acidic insert. Goal of this work was the characterization of this protein. The expression of metavinculin was examined in murine muscle tissues. The function of the protein was analysed by screening for specific metavinculin ligands and extensive biochemical characterization. The results of this work suggest that the function of the Metavinculin-insert is not the binding to specific ligands but rather lies within the modulation of ligand interactions. The biochemical characterization of the protein revealed a significant modulative influence on ligand interactions. Especially the interaction with acidic phospholipids and the homodimerization were seriously impaired. The inhibitory effect of the metavinculin-insert upon these ligand interactions could be reversed by neutralization of its negative charge. A direct influence of the Metavinculin-insert on binding of the actin-cytoskeleton could not be shown, but an inhibitory change of the dimerization properties could explain a modulative influence of the Metavinculin-insert on the formation of actin-suprastrucures. Especially the detection of metavinculin / vinculin-heterodimers allows for new models for the possible modulation of adherence junctions by metavinculin and thus for the possible cellular function of the protein.

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Witt, Sebastian: Vergleichende Charakterisierung der Adhäsionsproteine Vinculin und Metavinculin : Neue Aspekte der zellulären Funktion von Metavinculin. 2003.

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