Der Proapoptotische Faktor Bcl-Xs : Expression, subzelluläre Lokalisierung und Wirkung auf die mitochondriale Membranpermeabilität

Apoptose wird durch Mitglieder der Bcl-2 Familie reguliert. Man unterscheidet anti- und proapoptotische Proteine, wie z.B. Bcl-xS. Über die Funktion von Bcl-xS ist wenig bekannt, sogar seine physiologische Existenz wird immer noch kontrovers beurteilt. In der vorliegenden Arbeit wurde das Vorkommen von endogenem Bcl-xS, seine Expression, Subzellulärlokalisierung und Wirkung auf die mitochondriale Membranpermeabilität untersucht. Die Existenz von endogenem Bcl-xS konnte nicht abschließend geklärt werden. Es konnte die für Bcl-xS kodierende mRNA mittels RT-PCR in manchen Zelltypen nachgewiesen werden. Der Nachweis von endogenem Bcl-xS auf Proteinebene gelang mittels Western-Blot-Analyse nicht, aber mittels Immunopräzipitation konnte ein Protein, bei dem es sich höchstwahrscheinlich um Bcl-xS handelt, in sehr geringer Menge nachgewiesen werden. So scheint Bcl-xS endogen nur in bestimmten Zellen und dort nur in sehr geringen Mengen vorzukommen. Es konnte sowohl mittels Subzellulärfraktionierung als auch für in-vitro transkribiertes/translatiertes Bcl-xS gezeigt werden, dass Bcl-xS ein integrales Protein der äusseren Mitochondrienmembran ist, dessen Interaktion mit dem Mitochondrium zumindest in-vitro proteinrezeptorunabhängig ist. Bcl-xS ist nicht in allen Zellarten zytotoxisch. Es gab gegen Bcl-xS-Überexpression „resistente“ Zellen, so z.B. HEK293- und HeLa-Zellen, andere Zellen hingegen waren Bcl-xS „sensitiv“, so z.B. R6-, MEF-bcl-x-/-- und PC12-Zellen. Diese Zellen gingen bei Überexpression von Bcl-xS apoptotisch zugrunde, konnten jedoch durch stabil überexprimiertes Bcl-2 geschützt werden. Des weiteren wurde analysiert, welche Domänen für die apoptotische Funktion von Bcl-xS wichtig sind. Es konnte gezeigt werden, dass die mitochondriale Lokalisation, die durch die Transmembranregion vermittelt wird, ein frühes und wichtiges Instrument des apoptotischen Effektes von Bcl-xS ist. Nach der Bcl-xS Translokalistion ans Mitochondrium ist seine BH3-Domäne und in geringerem Grad die Loop-Region nötig für die Fortsetzung der Apoptose. Ebenso wie zytosolisch lokalisiertes Flag-Bcl-xS verliert am ER und an der Kernmembran lokalisiertes Flag-Bcl-xS jegliche Zytotoxizität. Dadurch konnte bestätigt werden, dass die spezifische Insertion von Flag-Bcl-xS in die mitochondriale Membran für die apoptotische Funktion absolut unerlässlich ist und nicht durch eine Interaktion mit einer anderen Membran, wie z.B. der ER-Membran, ersetzt werden kann.

Author dc:creator

• Schlipf, Sarah

Contributors dc:contributor

• Borner, Christoph

• Bcl-Xs
• Bcl-2-Familie
• In-Vitro-Transkription
• apoptosis
• mitochondrial membrane
• Bcl-2-family

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