Bindung und Regulation der Aktivität des DSL Liganden Serrate durch E3-Ligasen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Klein
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 143484136

Der Notch-Signalweg ist an vielen entwicklungsbiologischen und homöostatischen Prozessen in allen Metazoen beteiligt. Darüber hinaus spielt er eine wichtige Rolle bei Krankheiten des Menschen. Es ist deshalb wichtig die Regulation der Aktivität des Signalwegs im Detail zu verstehen. Der Notch-Rezeptor wird die durch die Bindung von Mitgliedern der Dl/Ser/Lag2 (DSL) Liganden aktiviert werden. Im Genom von Drosophila gibt es zwei Liganden, Delta (Dl) und Serrate (Ser), welche zu zwei unterschiedlichen Subfamilien gehören. Um den Notch-Rezeptor zu aktivieren, muss der Ligand in der Signal-gebenden Zelle endozytiert werden. Die bisherigen Untersuchungen zeigten, dass die beiden Membran-assoziierten E3-Ligasen Mindbomb1 (Mib1) und Neuralized (Neur) bei der Endozytose und Aktivierung der Liganden eine wichtige Rolle spielen. Beide Enzyme vermitteln die Ubiquitinierung der intrazellulären Domänen (ICDs) der DSL Liganden an Lysin (K)-Seitenketten. Eine weitere Komponente, die für die Endozytose der Liganden benötigt wird ist das Adapterprotein Epsin, welches ubiquitiniertes Cargo mit dem endozytotischem Apparat verbindet. Deshalb wurde ein Model vorgeschlagen in dem die von den Ligasen ubiquitinierten Liganden von Lqf erkannt und mit dem endozytotischen Apparat verbunden werden. In Drosophila ist Mib1 für den größten Anteil der DSL Signalübertragung verantwortlich. Wir konnten in der letzten Förderungsperiode zeigen, dass MIB1 an zwei unterschiedliche Epitope der ICD des humanen Ser-Orthologs JAGGED1 (JAG1) binden, die N- und C-Box genannt werden. Beide Interaktionen werden für die vollständige Aktivität von JAG1 benötigt. Weiter konnten wir zeigen, dass die Ks in der ICD für die Aktivität von Dl wichtig sind. Es ist jedoch nicht klar ob die Art der Bindung von MIB1 an JAG1 auch für die anderen DSL-Liganden gilt. Weiter ist nicht bekannt, welche Ks in der ICD von Dl und Ser ubiquitiniert werden. Wir werden in der nächsten Förderungsperiode uns auf Ser konzentrieren, um diese Fragen zu beantworten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen