Inhaltszusammenfassung

NECAB2 (Neuronal Calcium-Binding protein 2) gehört zur NECAB Familie (NECAB1-3) und ist ein neuronales Protein mit 389 Aminosäuren und einem Molekulargewicht von ca. 43 kDa. Im Hirn wird es vorwiegend im Striatum und in der CA1 und CA2 Region des Hippocampus exprimiert. NECAB2 besteht aus zwei EF-Hand Domänen, einer NECAB homology region (NHR) Domäne und einer antibiotischen Monooxygenasedomäne (ABM). Strukturelle und funktionelle Analysen eines bakteriellen ABM Homologs aus Streptomyces ließ...NECAB2 (Neuronal Calcium-Binding protein 2) gehört zur NECAB Familie (NECAB1-3) und ist ein neuronales Protein mit 389 Aminosäuren und einem Molekulargewicht von ca. 43 kDa. Im Hirn wird es vorwiegend im Striatum und in der CA1 und CA2 Region des Hippocampus exprimiert. NECAB2 besteht aus zwei EF-Hand Domänen, einer NECAB homology region (NHR) Domäne und einer antibiotischen Monooxygenasedomäne (ABM). Strukturelle und funktionelle Analysen eines bakteriellen ABM Homologs aus Streptomyces ließen vermuten, dass das Protein als Dimer vorliegt und möglicherweise an der Detoxifikation reaktiver Sauerstoffspezies beteiligt ist. Des Weiteren interagiert NECAB2 mit dem metabotropen Glutamat Rezeptor 5 (mGluR5) und dem Adenosin Rezeptor 2A (A2AR) und erhöht deren Rezeptoraktivitäten. Ziel dieser Arbeit war es NECAB2 näher zu charakterisieren und Hinweise zur Funktion zu bekommen. Mithilfe von immunhistochemischen Methoden konnte die Expression von NECAB2 im Striatum und in der CA2 Region, jedoch nicht in der CA1 Region des Hippocampus bestätigt werden. Ferner wurde erstmals eine starke Expression in den Habenulae gefunden. Des Weiteren konnten Stimulated emission depletion (STED)-mikroskopische Aufnahmen eine vorwiegend präsynaptische Expression von NECAB2 in striatalen Neuronen von E16-E18 Embryos zeigen. Sowohl Experimente mit dem eigens in dieser Arbeit aufgereinigten, rekombinanten NECAB2 Protein und mit Hirnlysaten als auch mikroskopische Experimente mit überexprimierenden NECAB2-Zelllinien zeigten eine Ca2 -abhängige Dimerisierung. Um herauszufinden, welche Domäne zum einen für die Homodimerisierung und zum anderen für die Interaktion mit mGluR5 verantwortlich ist, wurden Mutanten generiert, denen entweder die Coiled-coiled 1 (CC1), die Coiled-coiled 2 (CC2) oder die ABM Domäne fehlt. Eine weitere Mutante besitzt zwei Punktmutationen (E84A-E118A) im aktiven Zentrum der EF-Hand Domäne. Die CC1 Domäne konnte sowohl als Dimerisierungsdomäne als auch als Interaktionsdomäne von mGluR5 identifiziert werden. Des Weiteren wurde der Effekt des NECAB2 KO untersucht. Dabei zeigten Proteinexpressionsanalysen in den NECAB2 KO Mäusen eine tendenzielle, aber nicht signifikante Herunteregulierung von mGluR5 und A2AR. Verhaltensexperimente mit NECAB2 KO Mäusen konnten im Vergleich zu den Kontrollmäusen eine signifikant beeinträchtigte sensorische Reizverarbeitung sowie eine signifikant verminderte Motivation aufweisen. Dieses Ergebnis weist daraufhin, dass NECAB2 einen Einfluss auf das dopaminerge System spielen könnte. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass NECAB2 vorwiegend im Striatum exprimiert wird und striatale Funktionen zeigt. Die Interaktion mit mGluR5 erfolgt mittels der CC1 Domäne von NECAB2. Kommt es zur Aktivierung des mGluR5 und damit zum Calciumeinstrom aus dem ER, dimerisiert NECAB2 Ca2 -abhängig mittels der CC1 Domäne. Beim Fehlen von NECAB2 kommt es zu einer tendenziellen Herunterregulierung von mGluR5 und A2AR und damit zu einer beeinträchtigten sensorischen Reizverarbeitung und zu einer verminderten Motivation. Vor diesem Hintergrund spielt NECAB2 vermutlich eine wichtige Rolle bei der Interaktion des A2AR-mGluR5-Dopamin D2R Komplexes und hat damit sowohl Einfluss auf das dopaminerge System als auch auf den cAMP Spiegel im Striatum.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Biowissenschaften, Biologie