Mechanismen der Bl-1/Bcl-2-vermittelten Reduktion des ER-Kalziumgehalts und der damit verbundenen antipoptotischen Wirkung

• Applicant: Professor Dr. Axel Methner
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 32295278

Bax inhibitor-1 (BI-1) und Bcl-2 sind evolutionär konservierte Proteine, die in der Lage sind apoptotischen Zelltod zu verhindern. Beide Proteine sind am Phänomen der ischämischen Präkonditionierung beteiligt, kolokalisieren im endoplasmatischen Retikulum (ER) und schützen vor Zelltod durch verschiedenste Stimuli über eine Verminderung des ER-Kalziumgehalts, was sich theoretisch über einen vermehrten Kalziumflux aus dem ER oder verminderten Kalziumtransport in das ER erklären ließe. Physiologischerweise gelangt Kalzium nach Bindung des second messenger Inositoltriphosphat (InsP3) über InsP3-Rezeptoren in das Zytosol und wird dort rasch ATP-abhängig zurück transportiert. Wir konnten in Vorarbeiten zeigen, dass BI-1 und Bcl-2 physikalisch und funktionell miteinander und mit InsP3-Rezeptoren interagieren; BI-1 bindet über seinen N-Terminus an Bcl-2 und eine BI-1- Deletionsmutante, der diese Bindedomäne fehlt, inhibiert den durch Bcl-2 vermittelten Schutz vor Apoptose. Hypothesen dieses Projekts sind: 1) BI-1 und Bcl-2 bilden zusammen mit den InsP3- Rezeptoren einen Komplex und sensibilisieren diesen für niedrige InsP3 Konzentrationen. Dies bewirkt die beobachtete Reduktion des ER-Kalziums. 2) Ein Auseinanderreißen dieses Komplexes inhibiert die zelltodverhindernde Wirkung beider Proteine. Diesen Hypothesen soll durch gezielte Ausschaltung der Komponenten des Komplexes in defizienten Fibroblasten, in primären Neuronenkulturen aus BI-1 KO Mäusen, sowie nach siRNA-vermitteltem knockdown mittels Interaktionsstudien, Kalzium- und Zelltodassays nachgegangen werden. Die Klärung dieses Mechanismus könnte einen Beitrag liefern zum Verständnis der ischämischen Präkonditionierung, sowie neoplastischer oder neurodegenerativer Erkrankungen, die mit einer veränderten Apoptosebalance einhergehen.

• DFG Programme: Research Grants