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Functional proteomics of Bcr-Abl signaling
Marc Brehme
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Giulio Superti-Furga
DOI
10.25365/thesis.3955
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29216.36358.282353-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die konstitutiv aktive onkogene Fusions-Tyrosin-Kinase Bcr-Abl resultiert aus einer reziproken chromosomalen Translokation (t(9;22), ‚Philadelphia Chromosom’). Die konstitutive Tyrosin-Kinaseaktivität von Bcr-Abl ist Auslöser der Chronisch Myeloischen Leukämie (CML) und das Ziel von Tyrosin-Kinaseinhibitoren wie Imatinib (Gleevec®, Novartis). Trotz des Erfolges von Imatinib entwickeln Patienten Resistenzen und werden rückfällig oder sprechen nicht auf die Therapie an, wenn diese erst in fortgeschrittenen Krankheitsstadien initiiert wird. Dennoch ist die genaue Beschaffenheit des endogenen Arzneistoffziels Bcr-Abl noch unbekannt. Daher haben wir das Protein-Interaktionsnetzwerk um Bcr-Abl mit einer doppelten proteomischen Herangehensweise systematisch kartiert:
Anhand eines monoklonalen Antikörpers haben wir zunächst endogene Bcr-Abl - Proteinkomplexe aus der CML-Zelllinie K562 gewonnen und massenspektrometrisch die achtzehn engsten Interaktoren charakterisiert. Nach ‚Tandem-Affinitätsreinigung’ von neun dieser Kandidaten und massenspektrometrischer Analyse haben wir ein Interaktionsnetzwerk erstellt, das eine intensive Vernetzung der sieben ‚Kernkomponenten’ (Ship2, c-Cbl, p85, Sts-1, Shc1, Grb2 und Crk-I) mit Bcr-Abl und deren Verknüpfung mit dem AP2-Adapterproteinkomplex und verschiedenen Signaltransduktionswegen offenbarte. Quantitative Analysen dieser sieben Komponenten zeigten, dass sich deren absolute Kopienzahl innerhalb einer Größenordnung bewegt und auf 200,000 - 300,000 stöchiometrische Komplexe pro Zelle schließen lässt, wobei die 5-Inositol-Phosphatase Ship2 die höchste Interaktionsstöchiometrie aufweist. Massenspektrometrische Quantifizierungen zeigten, dass Tyrosin-Kinaseinhibitoren den Bcr-Abl-’Kernkomplex’ zerstören, einige Komponenten aber in Phospho-Tyrosin-unabhängiger Weise mit Bcr-Abl verbunden bleiben.
Wir kommen daher zu der Hypothese, dass Bcr-Abl und auch andere Arzneistoffziele nicht nur als einzelne Polypeptide, sondern vielmehr als komplexe Proteinverbände zu betrachten sind, die durch Arzneistoffe zerstört oder verändert werden.
Abstract
(Englisch)
The constitutively active oncogenic fusion tyrosine kinase Bcr-Abl is the product of a reciprocal chromosomal translocation (t(9;22), ‘Philadelphia Chromosome’). The constitutive tyrosine kinase activity is central to Bcr-Abl’s ability to cause chronic myeloid leukemia (CML) and is the target of tyrosine kinase inhibitors like imatinib (Gleevec®, Novartis). Despite the success of imatinib, many patients either develop resistance to the drugs and eventually relapse or they do not respond, when the treatment is initiated in advanced stages of the disease. However, the actual molecular setup of the endogenous drug target Bcr-Abl is still unknown. We have therefore charted the protein-protein interaction network of Bcr-Abl by a systematic two-pronged proteomics approach:
Using a monoclonal antibody we have first purified endogenous Bcr-Abl protein complexes from the CML cell line K562 and characterized a set of eighteen most tightly associated interactors by mass spectrometry. Nine interactors were subsequently subjected to tandem affinity purification/mass spectrometry analysis to obtain a molecular interaction network. The resulting network revealed a high degree of interconnection of seven 'core' components around Bcr-Abl (Ship2, c-Cbl, p85, Sts-1, Shc1, Grb2 and Crk-I), as well as their links to the AP2 adaptor protein complex and different signaling pathways. Quantitative analysis of these Bcr-Abl ‘core’ complex components showed that the absolute protein copy numbers range within one order of magnitude consistent with a stoichiometric complex of around 200,000 to 300,000 copies per cell and revealed the highest interaction stoichiometry for the 5-inositol phosphatase Ship2. Quantitative proteomics analysis showed that tyrosine kinase inhibitors disrupt this complex, while certain components still appear to interact with Bcr-Abl in a phospho-tyrosine-independent manner.
The results of this study therefore motivate us to propose that Bcr-Abl and other drug targets, rather than being considered as single polypeptides, can be considered as complex protein assemblies that are disrupted or re-modeled upon drug action.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Bcr-Abl proteomics protein interaction network Tyrosine kinase inhibitor
Schlagwörter
(Deutsch)
Bcr-Abl Proteomik Protein-Interaktionsnetzwerk Tyrosin-Kinase-Inhibitor
Autor*innen
Marc Brehme
Haupttitel (Englisch)
Functional proteomics of Bcr-Abl signaling
Paralleltitel (Deutsch)
Funktionelle Proteomik der Bcr-Abl Signaltransduktion
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
XIII, 178 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Kristina Djinovic-Carugo ,
Junia Vaz de Melo
AC Nummer
AC05040135
Utheses ID
3487
Studienkennzahl
UA | 091 | 490 | |