Physiologische Aufgaben und Regulation von DPP9, einer intrazellulären Prolyl-Dipeptidase

• Antragstellerin: Dr. Ruth Geiss-Friedlander
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178975760

Der Fokus dieses Antrags liegt auf DPP9, eine intrazelluläre Amino-Dipeptidase mit der einzigartigen Fähigkeit, eine Peptidbindung nach einem Pro- (oder Ala) Rest abzuspalten. Wir konnten bereits zeigen, dass DPP9 im Zellkern und im Zytosol lokalisiert ist, wo es für die Spaltung von Pro-haltigen Peptiden geschwindigkeitsbestimmend ist und dass DPP9 durch SUMO1 allosterisch aktiviert wird. Andere Arbeiten zeigen die Bedeutung von DPP9 in der Zellmigration, Apoptose, Pyroptose, bei Krebs und für das Überleben von Neugeborenen. Die molekularen Mechanismen sind wenig erforscht. Wir konnten Filamin A (FLNA) als DPP9-integrierendes Protein, das Aktinfilamente vernetzt, identifizieren und zeigen, dass FLNA die Bindung von DPP9 an Syk vermittelt, eine zentrale Kinase in der B-Zell-Signalkaskade. Diese Interaktion führt zu einer N-terminalen Spaltung von Syk durch DPP9, womit wir Syk als neuartiges DPP9-Substrat identifizieren konnten. Die Spaltung durch DPP9 erzeugt einen Neo-Syk-N-Terminus mit einem Ser in Position 1. Pulse-Chase-Experimente kombiniert mit Mutagenese-Studien zeigten, dass dieses Ser die Syk-Stabilität stark negativ beeinflusst. DPP9-Silencing oder Inhibition stabilisiert Syk, wodurch die Syk-vermittelte Signalisierung moduliert wird. DPP9 ist also negativer Regulator von Syk. Die Ergebnisse zeigen zudem, dass DPP9 eine Upstream-Komponente des N-End-Rule Pathway ist, der den regulierten Abbau von Proteinen auf der Basis ihres ersten N-terminalen Restes bestimmt.Neben Aktin interagiert FLNA mit anderen Proteinen: z.B. die Ser/Thr Kinasen PKCs und Proteine, die an der DNA-Schadensreparatur beteiligt sind. Wir konnten zeigen, dass DPP9 den N-Terminus von PKCa und PKCg abspaltet. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Interaktion von DPP9 mit PKCs eine zweite Bindungsstelle (Exosite) zusätzlich zu der aktiven hat. In der neuen Förderperiode wollen wir die Interaktionsmechanismen von DPP9 mit seinen Substraten genauer untersuchen und testen, ob die Exosite zur Substratspezifität beiträgt, ob die Spaltung von PKCs durch DPP9 von FLNA vermittelt wird und was die molekularen und zellulären Folgen dieser Spaltungsereignisse sind.Außerdem werden wir BRCA2 fokussieren, zentrale Komponente zur Reparatur von Double Strand DNA Breaks (DSB). Wir zeigen dass DPP9 mit BRCA2 interagiert. Eine Zunahme der Anzahl von DPP9-BRCA2-Interaktionsereignissen wird bei der Bildung von DSB in Zellen beobachtet und deutet auf eine Rolle von DPP9 bei der Regulierung der Reparatur solcher DSB hin. Unsere Arbeiten zeigen, dass DPP9 ein Peptid entsprechend dem BRCA2 N-Terminus spaltet. In der kommenden Förderperiode werden wir die Prozessierung von BRCA2 durch DPP9 in vitro untersuchen, die Ergebnisse der BRCA2 Spaltung durch DPP9 in Zellen und die mögliche Beteiligung von DPP9 an der DNA-Schadensreparatur analysieren. Ein Schwerpunkt wird auf dem N-End-Rule Pathway liegen, da die DPP9-Spaltung eine destabilisierende Aminosäure am BRCA2-N-Terminus exponiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen