Alterationen von Occludin bei oxidativem Stress und Aufklärung der Funktion von Claudin-12
Final Report Abstract
Die Vorhaben musste auf Alterationen des Zellkontaktproteins der Tight junctions (TJs) Occludin bei Veränderungen des Redoxzustandes konzentriert werden. Der zweite Teil ‚Claudin-12’ wurde nur angearbeitet, da lediglich 50% des Personals bewilligt wurden. Die Occludin-Arbeiten liefen planmäßig und erfolgreich. Das Konzept der Redoxabhängigkeit von Gewebebarrieren, TJs und TJ-Proteinen sowie insbesondere von Occludin (im bizellulären Zellkontakt) und Tricellulin (im trizellulären Zellkontakt) wurde in Reviews begründet und experimentell bestätigt. Es wurden neue methodische Beiträge zur Untersuchung von TJ-Proteinen geleistet. Die Daten führten zu Oligomerisierungs- und partiellen Strukturmodellen von Occludin, Tricellulin und Claudinen, deren Bindungsstellen und -mechanismen. Die Modellvorstellungen ließen sich auf analoge konservierte Regionen weiterer TJ-Proteine übertragen. Da wir zeigen konnten, dass Occludin und Claudine miteinander interagieren und Ähnlichkeiten zwischen Occludin-ECL2 und ECL1 von Claudinen gefunden wurden, führten wir vergleichende strukturelle und funktionelle Untersuchungen durch. Die Ergebnisse ermöglichen erstmals eine systematische Übersicht wie Occludin und mit welchen TJ-Proteinen interagiert. Damit wurden neue Einsichten in die TJ-Konstitution gewonnen. Außerdem wurde gezeigt, wie und dass Occludin Claudin-Funktionen reguliert und umgekehrt. Die gefundenen homo- and heterophilen Occludin-Assoziationen mit Claudinen und ZO-Proteinen ermöglichen neue Einblicke in hypoxierelevante Störungen auf molekularer Ebene. Die Untersuchungen unterstützen unser Konzept, dass Occludin im Wechselspiel mit Tricellulin als Redoxsensor und Regulator der TJ-Struktur und -Funktion agiert. Damit besitzt Occludin eine wichtige pathogenetische Relevanz für Schäden von Gewebebarrieren die mit Veränderungen des Redoxzustandes einhergehen. Besonders hypoxiesensitiv ist ein 2- Cys-Motiv im Extrazellulärloop 2 von Occludin und Tricellulin. Diesem ECL kommt damit eine zentrale Funktion bei der TJ-Oligomerisierung zu. Außerdem ist der ECL ein potentielles neues Target für pharmakologische Interventionen.
Publications
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