Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte – FZKA 7108

Das Lim-Domänen-Protein Trip6 ist essentiell für den Crosstalk der Transkriptions-faktoren GR, AP-1 und NF-кB

C. Heilbock

Zusammenfassung
Glukokortikoide entfalten ihre vielfältige Wirkung nach Bindung an den Glukokortikoidrezeptor (GR). Der GR transloziert nach Aktivierung in den Zellkern und reguliert die Genexpression über zwei verschiedene Mechanismen. Einerseits durch die Transaktivierung. Hierbei dimerisieren die Rezeptormoleküle und binden an spezifische DNA-Sequenzabschnitte (GREs) im Promotorbereich von GR-regulierten Genen. Andererseits moduliert der monomere Rezeptor durch Protein-Protein-Wechselwirkung die Aktivität von Transkriptionsfaktoren wie AP-1 und NF-κB. Diese Funktion wird Transrepression genannt.

Die Interaktion zwischen Transkriptionsfaktoren ist ein wichtiger Regulator für die transkriptionelle Aktivität und wird als crosstalk bezeichnet. Die Transkriptionsfaktoren AP-1 und NF-κB aktivieren zahlreiche Gene, die in Entzündungsreaktionen involviert sind. Der Transkriptionsfaktor GR hemmt diese Aktivität. Darauf beruht ein Großteil der immunsuppressiven Wirkungen von Glukokortikoiden und findet eine breite therapeutische Anwendung. Wie dieser Mechanismus funktioniert, ist bisher nicht verstanden.

In dieser Arbeit gelang die Entdeckung und funktionelle Charakterisierung von nTrip6, einer kernspezifischen Isoform des fokalen Adhäsionsmoleküls Trip6. Diese Isoform interagiert mit allen am crosstalk beteiligten Proteinen und besitzt eine Koaktivator-ähnliche Funktion für AP-1 und NF-κB. Zusätzlich wirkt nTrip6 aber auch als molekulare Plattform für den reprimierenden Transkriptionsfaktor GR. Der GR assoziiert über nTrip6 an den Promotor und vermittelt dort seine Transrepressionsfunktion. Ohne nTrip6 kann der GR nicht am Promotor binden und es findet keine Transrepression statt. Es wurde eine GR-Domäne entdeckt, die für diese Interaktion zwischen nTrip6 und dem GR unerlässlich ist. Mutation dieser Domäne sollte die Interaktion mit nTrip6 und damit die Transrepression verhindern und wäre somit zur genaueren Untersuchung der Transrepressionsfunktion des GR sehr hilfreich.

nTrip6 stellt eine neue Art von Transkriptions-Kofaktor dar, die das Zusammenwirken verschiedener Multiprotein-Komplexe am Promotor von Zielgenen vermittelt. Dieses Protein ermöglicht es dem Promotor auf verschiedene Signale zu reagieren und somit entweder aktivierend oder reprimierend zu wirken.

The Lim-Domain protein Trip6 is essentiell for the crosstalk of GR, AP-1 and NF-κB

Abstract
The action of the GR after binding glucocorticoids has a multitude of effects. The GR translocates to the nucleus and regulates gene expression via two different mechanisms. One mechanism, known as transactivation, occurs though dimerisation of the receptor molecule and subsequent binding to specific DNA sequences (GREs) in promotor regions of GR regulated genes. The second mechanism, known as transrepression, involves the monomeric receptor through proteinprotein interactions, modulating the activation of transcription factors such as AP-1 and NF-κB.

The interaction between transcription factors is an important „brake mechanism“ for transcriptional regulation and is known as crosstalk. AP-1 and NF-κB activate several genes involved in the inflammatory process. The transcription factor GR controls the „brake mechanism“ and reduces AP-1 and NF-κB activation and consequently represses the immune response. Due to the immunosuppressive effect of glucocorticoids it is often used as a therapeutic agent. However, the mechanism of GR transrepression is not known.

This thesis involved the identification and functional characterisation of nTrip6, a nuclear specific isoform of the focal adhesion molecule Trip6. This nuclear isoform interacts with all crosstalk proteins and has a coactivator-like function for AP-1 and NF-κB. In addition nTrip6 is also a molecular platform for the transrepression function of the GR. The GR associates through nTrip6 at the promotor and mediates its transrepression function. Without nTrip6 the GR can not bind the promoter and can not transrepress.

The GR-domain for interaction between nTrip6 and GR needed for transrepression was discovered. Mutations in this domain should inhibit nTrip6 interaction and consequently block transrepression. Such a mutant would be useful in dissecting the transrepression mechanism of GR.

nTrip6 also works as a coactivator for GR in transactivation and mediates the binding of repressing factors. This means nTrip6 is a novel transcriptional cofactor combining different multiprotein complexes at promoters of target genes. nTrip6 integrates activating and repessing signals at the promoter of target genes.

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