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Comparative studies of the avian and the mammalian LDLR
Melanie Schiff
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Wolfgang Schneider
DOI
10.25365/thesis.7289
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30089.02198.930159-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Der LDL Rezeptor (LDLR) ist die Hauptkomponente der regulierten Aufrechterhaltung der Cholesterinhomöostase. Mitglieder der LDLR Genfamilie sind in den Lipoproteintransport und in verschiedene Signaltransduktionswege involviert. Endozytierende Mitglieder der LDLR Genfamilie setzen Adaptorproteine für eine effiziente Endozytose ein. Es ist bekannt, dass das lösliche Protein ARH mit dem zytoplasmatischen Teil von gewissen LDLR Familienmitglieder im Menschen interagiert. Numb, ein anderes Adaptorprotein welches ursprünglich in Drosophila entdeckt wurde, ist ebenfalls an Endozytose beteiligt und mit ARH nahe verwandt.
In dieser Arbeit wurde das Huhn als Modellorganismus benutzt, da es für Studien an rezeptor-vermitteltem Lipoproteinstoffwechsel gut charakterisiert ist; so ist z.B. der erste Vogel-LDLR im Huhn identifiziert worden. In Säugetieren ist Apolipoprotein E (ApoE) ein wichtiger Bindungspartner für den LDLR. Dieses Apolipoprotein wird allerdings nicht in Vögeln exprimiert und bindet nicht an den Hühner-LDLR. Ein Ziel dieser Arbeit war, die LDLR Ligandenbindungsdomäne im Huhn so zu mutieren, dass der Rezeptor die Fähigkeit erlangt das ApoE zu binden, um tieferen Einblick in die Mechanismen der Ligandenbindung zu gewinnen. Dementsprechend wurden Mutationen eingebracht und das Bindungsverhalten des veränderten LDLRs getestet. Alle mutierten Ligandenbindungsdomänen waren in der Lage das bekannte Chaperon rezeptor-assoziiertes Protein (RAP) zu binden, allerdings konnte die Bindung an keine der humanen ApoE-Isoformen, zumindest in Liganden Blot Studien, gezeigt werden. Die Resultate deuten darauf hin, dass die ApoE-Bindung wahrscheinlich durch andere, oder zusätzliche zu den untersuchten, Strukturelementen bestimmt wird.
Vor kurzem wurde Numb in neuroepithelialen Zellen im Huhn gefunden. Das Numb-Gen in Vögeln wurde auf Chromosom 5 lokalisiert und 4 verschieden Isoformen, die 2 Arten von Inserts und Kombinationen davon enthalten, identifiziert. Durch Interaktionsstudien der zytoplasmatischen Teile des menschlichen und des Hühner-LDLR mit verschiedenen Numb Isoformen wurde gezeigt, dass die Isoform 3 in der Lage ist, beide zytoplasmatischen Domänen zu binden, selbst wenn das Insert in der Phosphotyrosin-Bindungsdomäne fehlt. Von diesem Insert weiß man, dass es für die Bindung von ARH an die NPxY Sequenz im zytoplasmatischen Teil des Rezeptors wichtig ist. Das weist daraufhin, dass das Insert in der Phosphotyrosin-Bindungsdomäne von Numb, zumindest im Huhn, für die Erkennung von Rezeptor-Internalisierungssignalen durch Numb nicht ausschlaggebend ist.
Abstract
(Englisch)
The low-density lipoprotein receptor (LDLR) is the key component in the feed-back regulated maintenance of cholesterol homeostasis. Members of the LDLR gene family are involved in lipoprotein transport and in signal transduction pathways.
Endocytic members of the LDLR gene family employ adaptor proteins for efficient endocytosis. It is known that the soluble protein ARH interacts with the cytoplasmic tails of certain low-density lipoprotein receptor family members in humans. Numb, another adaptor protein originally shown to be involved in endocytosis in Drosophila, is closely related to ARH.
In this thesis, the chicken was used as model system, as it is well characterized for studies on receptor-mediated lipoprotein metabolism. For instance, the first avian LDLR was recently identified in the chicken. Apolipoprotein E (ApoE) an important ligand for the mammalian LDLR, but is not expressed in birds and does not bind to the avian receptor. One goal of the thesis was to mutate the chicken LDLR’s ligand binding domain such that the receptor gains the ability to bind ApoE in order to shed further light on the requirements for recognition of ApoE. Accordingly, mutations were introduced, and the ligand binding behaviour of the altered LDLR was tested. The mutated ligand binding domains retained binding of the common chaperone receptor-associated protein. However, in ligand blot studies, the mutated ligand binding domains of the chicken LDLR generated failed to bind any of the human ApoE isoforms. Thus, ligand binding properties are possibly determined by structural features other than, or in addition to those, investigated.
Recently, Numb was found in avian neuroepithelial cells. The avian gene could be localized on chromosome 5, and 4 different isoforms containing various inserts and combinations thereof were identified. Interaction studies of the human and chicken LDLR cytoplasmic tails with different Numb isoforms were performed and it could be demonstrated that isoform 3 binds to both cytoplasmic tails despite lacking the phosphotyrosine-binding domain insert shown to be important for ARH’s binding to the NPxY motif in the tails. These results indicate that, at least in the chicken, the phosphotyrosine-binding domain insert may not be crucial to the recognition of receptor-internalization motifs by the adaptor protein Numb.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
LDLR human chicken ligand binding domain endocytosis apolipoprotein E adaptor protein Numb cytoplasmic tail Amnionless
Schlagwörter
(Deutsch)
LDLR Säugetier Huhn Ligandenbindungsdomäne Endozytose Apolipoprotein E Adaptor Protein Numb zytoplasmatischer Teil Amnionless
Autor*innen
Melanie Schiff
Haupttitel (Englisch)
Comparative studies of the avian and the mammalian LDLR
Paralleltitel (Deutsch)
Vergleichende Studien des Vogel- und Säugetier-LDL-Rezeptors
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
VIII, 109 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Arnold Von Eckardstein ,
Herbert Stangl
AC Nummer
AC07452288
Utheses ID
6605
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |