Insulin-Like Growth Factor Binding Protein-6: Posttranslational modifications and sorting in polarized MDCK cells

Die Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktoren ("insulin-like growth factors", IGFs) stimulieren Wachstum und Differenzierung verschiedener Zelltypen. Die Verfügbarkeit der IGFs und ihre Interaktion mit spezifischen IGF- Zelloberflächenrezeptoren werden von sechs strukturell ähnlichen IGF-Bindungsproteinen ("IGF-binding proteins", IGFBPs) moduliert. Unter den IGFBPs hat IGFBP-6 die höchste Bindungsaffinität für IGF II. Die begrenzte Proteolyse von IGFBPs durch spezifische Proteasen verringert die Affinität der IGFBPs für IGFs, was in einem höheren Gehalt an freien IGFs resultiert.Diese Studie ist der erste Bericht über die Sekretion und Sortierung von IGFBPs und IGFBP-Proteasen in der polarisierten Madin-Darby canine kidney (MDCK) Zelllinie. Die Daten ergaben, dass MDCK-Zellen verschiedene neutrale Proteasen sezernieren, die IGFBP-2 bis -5 in Fragmente definierter Größe spalten. IGFBP-6, das wichtigste sequestrierende Bindungsprotein für IGF II, wird unter transienter Bildung von Fragmenten komplett abgebaut. Die IGFBP-6 Fragmente zeigten selbst nach geringfügiger proteolytischer Spaltung keine Affinität für IGF II, was die Bedeutung der Proteolyse von IGFBP-6 für die Aufrechterhaltung der Konzentration an freiem IGF II deutlich macht. Das Proteaseinhibitorprofil und die partielle Reinigung von IGFBP-6 Proteasen von Medien der MDCK-Zellen zeigten, dass IGFBP-6 von zwei verschiedenen Proteasen gespalten wird - eine Serin- und eine Disintegrinmetalloprotease (ADAM). Polypeptide in partiell gereinigten, Metalloprotease-haltigen Fraktionen kreuzreagierten mit Antikörpern gegen konservierte Domänen von ADAM 12 S in Western immunoblots. Diese Daten lassen vermuten, dass die IGFBP-6 Metalloprotease zu Familie der ADAM/ADAMTS gehört.MDCK-Zellen sezernieren IGFBP-4 und -6 Proteasen bevorzugt zur basolateralen Seite, während IGFBPs als Resultat spezifischer intrazellulärer Sortierungsprozesse hauptsächlich von der apikalen Seite abgegeben werden. MDCK-Zellen, die mit Maus (m)-IGFBP-6 cDNA stabil transfiziert wurden, zeigten ebenfalls eine bevorzugte apikale Sekretion von mIGFBP-6. Bei der strukturellen Charakterisierung von mIGFBP-6 aus überexprimierenden MDCK-Zellen, konnte eine Vielfalt von posttranslationalen Modifikationen (O-Glycosylierung, Phosphorylierung und Sulfatierung) nachgewiesen werden, deren physiologische Bedeutung jedoch noch unklar ist. Die Substitution der putativen O-Glycosylierungsstelle von mIGFBP-6 durch einen Alaninrest führte zu einer schnelleren elektrophoretischen Mobilität und zu marginalen Veränderungen der polarisierten Sekretion des Proteins, was zeigte, dass die O-Glycosylierung nicht als Signalstruktur für die polarisierte Sekretion von IGFBP-6 dient. Die Überexpression von mIGFBP-6 inhibierte das Wachstum von MDCK-Zellen vermutlich durch die Sequestrierung des endogenen IGF II und unterdrückt die Migration von MDCK-Zellen.Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die komplexe Regulierung der IGF-Aktivitäten in MDCK-Zellen IGFBPs und IGFBP-Proteasen beinhaltet. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass mIGFBP-6 in der Lage ist, wichtige biologische Prozesse wie Wachstum und Migration zu modulieren. Posstranslationale Modifikationen von IGFBP-6, wie z.B. O-Glycosylierung, Phosphorylierung und Sulfatierung, tragen zur hohen molekularen Heterogenität des Proteins bei und könnten für die Aufrechterhaltung seiner physiologischen Funktionen, polarisierte Sortierung, proteolytische Stabilität und Affinität für IGF II bedeutsam sein. Die Daten belegen, dass zusätzlich zur Präsenz von IGF-Rezeptoren in der basolateralen Membran von MDCK-Zellen, die Sortierung von zumindest IGFBPs und IGFBP-Proteasen zu distinkten Seiten, zur Komplexität und Feinregulation der Funktion von Epithelzellen beiträgt.

Author dc:creator

• Shalamanova-Malinowski, Liliana Dimitrova

Contributors dc:contributor

• Figura, Kurt von Prof. Dr. Dr.
• Gottschalk, Gerhard Prof. Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Biologie
• IGFBP-6
• Proteolyse
• MDCK Zellen
• Proteinsortierung
• posttranslationale Modifikationen
• proteolysis
• MDCK cells
• protein sorting
• posttranslational modifications
• 42.13
• 42.15
• WHF 800: Permeabilität, inter- und intrazellulärer Transport {Cytologie}
• WF 000: Molekularbiologie, Gentechnologie

Licence

• https://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htm

Language dc:language

eng

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-135
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1233-3
webdoc-1233
356025365

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-AC11-E