Nck interaction partners: Molecular interactions and functional consequences
Final Report Abstract
Die prototypischen Adapterproteine Nck1 und Nck2 (non-catalytic region of tyrosine kinase) bestehen fast ausschließlich aus drei SH3-Domänen und einer einzelnen SH2-Domäne. Ihre Hauptfunktion besteht in der Verschaltung von Rezeptortyrosinkinasen oder assoziierten Phosphoproteinen mit der molekularen Maschinerie der Aktinreorganisation. Dabei bindet meist die SH2-Domäne an phosphorylierte Rezeptoren, während die SH3-Domänen lokal Proteine rekrutieren, die ihrerseits direkt oder indirekt das Aktinzytoskelett regulieren. Demgemäß sind Nck-Adapterproteine an so unterschiedlichen Prozessen wie der Entwicklung und Integrität von Geweben, der Aktivierung und Effektorfunktion von Immunzellen oder der Invasivität von Tumoren beteiligt. All diese Prozesse beruhen dabei auf Veränderungen der Zellpolarität, -morphologie und -migration. Entsprechend wurden bisher mehr als 60 unterschiedliche Nck-Interaktionspartner in verschiedenen Zelltypen beschrieben. In einer vorangegangenen systematischen Analyse des Nck-Interaktoms in humanen T-Zellen wurden nicht nur bereits bekannte Nck-Bindungspartner (z.B. Slp76, CD2ε. WASP) bestätigt, sondern mit den SH2-Domänen-bindenden Proteinen ADAP (adhesion and degranulation-promoting adapter protein) und HS1 (hematopoietic lineage cell-specific protein 1) auch neue Interaktionspartner benannt. Im nun abgeschlossenen Projekt wurden die molekularen Grundlagen dieser Interaktionen und ihre Funktion in humanen T-Zellen charakterisiert. Dabei beruht die Interaktion von Nck mit ADAP auf der Bindung der Nck SH2-Domäne an phosphorylierte Y595DDV- und Y651DDV-Motive. Diese Tyrosine werden nach Ligation des T- Zellrezeptors phosphoryliert, was damit die Interaktion von Nck mit ADAP induziert. Funktionell begünstigen Nck und ADAP in kooperativer Weise die Integrin-vermittelte Adhäsion von T-Zellen. Der Nck/ADAP-Komplex könnte damit die Aktivierung von Integrinen mit dem Aktinzytoskelett verschalten. Die Interaktion von Nck mit HS1 beruht auf der Bindung der SH2-Domäne an ein phosphoryliertes Y378EDV Motiv. In humanen T-Zellen resultiert die Ligation des Chemokinrezeptors CXCR4 mit seinem Liganden SDF1α in einer schnellen aber transienten Phosphorylierung von Y378 und damit in der Bildung eines Nck/HS1-Komplexes. Sowohl Nck und HS1 sind funktionell an der Chemokininduzierten Aktinpolymerisation und Migration beteiligt und kolokalisieren mit Aktinfilamenten im Bereich des Leitsaums migrierender T-Zellen. Der Chemokin-induzierte Nck/HS1-Komplex moduliert damit die T-Tellmigration durch Regulation der Aktinpolymerisation im Leitsaum. Die untersuchten Funktionen des Nck/ADAP-Komplexes bei der Adhäsion und des Nck/HS1- Komplexes bei der Migration unterstreichen die herausragende Rolle von Nck-basierten Proteinkomplexen in der Biologie von T-Zellen. Dabei sind die SH3-Domänen konstitutiv mit Proteinen assoziiert, die indirekt die Bildung verzweigter Netzwerke von Aktinfilamenten induzieren. Diese Funktionalität wird in regulierter Weise von Proteinen, die mit der Nck SH2-Domäne interagieren, zum Ort der Rezeptorbindung rekrutiert. Die detaillierte Charakterisierung der Zusammensetzung und der Regulation von Nck-basierten Proteinkomplexen erlaubt dabei ein genaueres Verständnis der komplexen Netzwerke von Signalwegen, die die Adhäsivität und die Migration von T-Zellen bestimmen und Veränderungen in diesen Komplexen könnten dabei auch das häufig veränderte Adhäsions- und Migrationsverhalten neoplastischer T-Zellen erklären.
Publications
- Differential protein-protein interactions of full-length human FasL and FasL fragments generated by proteolysis. 2014. Exp Cell Res. 320 (2): 290-302
Lettau M, Voss M, Ebsen H, Kabelitz D, Janssen O
(See online at https://doi.org/10.1016/j.yexcr.2013.11.016) - The adapter proteins ADAP and Nck cooperate in T cell adhesion. 2014. Mol Immunol. 60(1): 72-9
Lettau M, Kliche S, Kabelitz D, Janssen O
(See online at https://doi.org/10.1016/j.molimm.2014.03.017) - The SDF1α-induced interaction of the adapter proteins Nck and HS1 facilitates actin polymerization and migration in T cells. 2014. Eur J Immunol.
Lettau M, Kabelitz D, Janssen O
(See online at https://doi.org/10.1002/eji.201444473)
