Identifizierung und Charakterisierung von Proteinen, die den Transport von von Aquaporin-2 in renalen Hauptzellen kontrollieren

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Enno Klußmann
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 16133448

• Erstellungsjahr: 2017

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Rahmen des Projekts identifizierten wir neue Proteine und Signalwege, die an der Kontrolle von AQP2 beteiligt sind. Mittels screening einer Bibliothek mit kleinen Molekülen konnten wir die V-ATPase als ein neues Protein bei der Regulation der Lokalisation von AQP2 identifizieren. Die Hemmung der V-ATPase verhindert die cAMP-abhängige Translokation von AQP2 in die Plasmamembran. Wir identifizierten einen neuen AVP-abhängigen Signalweg mit PKA und p38MAPK, der die Phosphorylierung von S261 von AQP2, seine Ubiquitinierung und damit die Stabilität und die Menge in Hauptzellen kontrolliert. Mittels eines siRNA-screenings wurde darüber hinaus ein Proteinkomplex bestehend aus AQP2, einer cyclin-dependent kinase (CDK18), einer E3-Ligase (Stub1) und PKA identifiziert, der die Phosphorylierung, Ubiquitinierung und Lokalisation von AQP2 kontrolliert. CDK18 phosphoryliert S261 im AQP2 und Stub1 ubiquitiniert AQP2.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Nucleic acid molecules encoding AKAP18 delta, a splice variant of a protein kinase A anchor protein. Germany, 2006 (DE 103 06 085); USA, 2011 (US 7,863,432 B2)
  Klußmann E, Oksche A, Rosenthal W
  
• (2009) Regulation of aquaporin-2 trafficking. Handb. Exp. Pharmacol. 190, 133-157
  Nedvetsky, P.I., Tamma, G., Beulshausen, S., Valenti, G., Rosenthal, W. and Klussmann, E.
  
• (2010) Mechanisms of protein kinase A anchoring. International Review of Cell and Molecular Biology 283, 235-330
  Skroblin, P., Grossmann, S., Schäfer, G., Rosenthal, W., and Klussmann, E.
  
• (2010) Protein kinase A and p38 MAP Kinase crosstalk regulates the abundance of aquaporin- 2 in renal principal cells at the post-translational level. J. Am. Soc. Nephrol. 21, 1645-56
  Nedvetsky, P.I., Tabor, V., Tamma, G., Beulshausen, S., Mutig, K., Boltzen, M., Petrucci, O., Vossenkämper, A., Wiesner, B., Bachmann, S., Rosenthal, W., Klussmann, E.
  
• (2010) Routes of epithelial water flow: aquaporins versus cotransporters. Biophysical J. 99, 3647–3656
  Mollajew, R., Zocher, F., Horner, A., Wiesner, B., Klussmann, E., and Pohl, P.
  
• (2010) The domain of unknown function (DUF) 727 of glycogen synthase kinase interaction protein (GSKIP) facilitates anchoring of protein kinase A. J. Biol. Chem. 285, 5507–5521
  Hundsrucker, C., Skroblin, P., Christian, F., Zenn, M., Popara, V., Joshi, M., Herberg, F. W., Reif, B., Rosenthal, W. and Klussmann, E.
  
• (2011) Small molecule AKAP/PKA interaction disruptors that activate PKA increase cardiac contractility. J. Biol. Chem. 286, 9079–9096
  Christian, F., Szaszák, M., Drewianka, S., Friedl, S., Lorenz, D., Furkert, J., Vargas, C., Schmieder, P., Götz, F., Göttert, H., Joshi, M., Reif, B., Haase, H., Morano, I., Kass, R., Hampel, K., Kashin, D., Genieser, H.-G., Herberg, F. W., Willoughby, D., Cooper, D. M. F., Baillie, G. S., Houslay, M. D., Kries, J. P., Zimmermann, B., Rosenthal, W. and Klussmann, E.
  
• (2012) A-kinase anchoring proteins as potential drug targets. Br. J. Pharmacol. 166, 420-33
  Tröger, J., Moutty, C.M., Rosenthal, W., and Klussmann, E.
  
• (2012) Mechanism for targeting the A-kinase anchoring protein AKAP18δ to the membrane. J. Biol. Chem. 287, 42495-42501
  Horner, A., Goetz, F., Tampé, R., Klussmann, E., Pohl, P.
  
• (2012) Vasopressin increases S261 phosphorylation in AQP2-P262L, a mutant in recessive nephrogenic diabetes insipidus. Nephrol Dial Transplant 27, 4389-4397
  Trimpert, C., van den Berg, D.T.M., Fenton, R.A., Klussmann, E., Deen, P.M.T.
  
• (2013) Culturing primary rat inner medullary collecting duct cells. J. Visu. Exp. 76, e5115
  Faust, D., Geelhaar, A., Eisermann, B., Eichhorst, J., Wiesner, Rosenthal, W., Klussmann, E.
  
• (2013) Small-molecule screening identifies modulators of aquaporin-2 trafficking. J. Am. Soc. Nephrol. 24:744-58
  Bogum, J., Faust, D., Zühlke, K., Eichhorst, J., Moutty, M.C., Furkert, J., Eldahshan, A., Neuenschwander, M., von Kries, J.P., Wiesner, B., Trimpert, C., Deen, P.M., Valenti, G., Rosenthal, W., Klussmann, E.