Titelaufnahme

Titel
Identification and characterization of the interferon inducible large guanosine triphosphatase guanylate binding protein 1 as regulator of T cell activation / submitted by Florian Forster
VerfasserForster, Florian
Begutachter / BegutachterinStockinger,Hannes
Erschienen2013
Umfang118 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2013
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Remodelierung des Zytoskelets / GBP-1 / Interferon-gamma / T-Zell Aktivierung / T-Zell Rezeptor Signaltransduktion
Schlagwörter (EN)cytoskeletal remodeling / GBP-1 / interferon-gamma / T-cell activation / T-cell receptor signaling
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-2890 Persistent Identifier (URN)
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Identification and characterization of the interferon inducible large guanosine triphosphatase guanylate binding protein 1 as regulator of T cell activation [4.9 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Guanosintriphosphatasen (GTPasen), welche oft als G-proteine bezeichnet werden, spielen mannigfaltige Rollen in der Aktivierung von T-Zellen. Sie initiieren Schaltern gleich viele Signalkaskaden, die schlussendlich zu Proliferation und Differenzierung von T Zellen führen. Die zwei großen Unterklassen der G-proteine, die heterotrimeren und die kleinen G-proteine, werden intensiv beforscht, aber die Forschung über eine weitere Klasse der G-proteine, die großen IFN-induzierbaren GTPasen steckt noch in den Kinderschuhen. Obwohl die GBP-1 Expression in stimulierten T Zellen stark induziert wird, ist nichts über die physiologische Rolle von GBP-1 in T Lymphozyten bekannt. Des Weiteren sind bis jetzt nur wenige zelluläre Bindungspartner von GBP-1 beschrieben. Es ist bekannt, daß GBP-1 Homo- und Heterodimere mit anderen GBP-GTPasen Familienmitgliedern bildet. Kürzlich wurde betaIII-Tubulin als ein Bindungspartner von GBP-1 beschrieben. In dieser Arbeit zeigen wir, daß GBP-1 in T lymphozyten exklusiv im Zytosol exprimiert wird und nach Stimulierung der T Zelle zur Stelle der Aktivierung migriert. Die Rekrutierung von GBP-1 zur immunologischen Synapse beeinflusst die T Zell Aktivierung, da, wie wir zeigen konnten, das Stilllegen der GBP-1 Expression zu höherer IL-2 Produktion in Jurkat T Zelllinien und primären T Lymphozyten führt. Dieser höhere Aktivierungszustand in Zellen, in denen die GBP-1 Expression stillgelegt wurde, konnte bereits an einer höheren Phosphorylierung der regulatorischen Tyrosinreste der Hauptkinase in T Zellen, Lck, gezeigt werden. Um herauszufinden wie GBP-1 die oben gezeigten Effekte beeinflusst, präzipitierten wir GBP-1 in T Zellen. Mit Hilfe von massenspektrometrischen Analysen der Präzipitate konnten wir zehn, bisher unbekannte, Bindungspartner von GBP-1 identifizieren. Fünf der zehn Proteine waren bereits in der Literatur als Regulatoren der T Zell Aktivierung beschrieben. Und wiederum vier der fünf Proteine beeinflussen bereits die frühe T Zell Aktivierung und alle sind beteiligt an der Regulierung von strukturellen Proteinen oder sind selber zytoskelettale Elemente. Mit Hilfe von Experimenten, in denen wir die Expression von GBP-1 und Plastin-2, dem einen Protein welches nicht die frühe T Zell Aktivierung beeinflusst, still legten, konnten wir zeigen, dass Plastin-2 nicht hauptverantwortlich ist für den Einfluss von GBP-1 auf die T Zell Aktivierung. Weiters kann man in T Zellen, in denen die GBP-1 Expression stillgelegt wurde, eine höhere Zellausdehnung und erhöhte Expression von CD3, welches die Signalkette des T Zellrezeptors bildet, und CD45, die wichtigste membranständige Phosphatase in T Zellen, welche die Phosphorylierung von Lck reguliert, beobachten. Einer der von uns identifizierten GBP-1 Bindungspartner - Spektrin beta Kette, brain1 - beeinflusst beides: Zellausdehnung und Oberflächenexpression von CD3 und CD45. Wir schlussfolgern daraus, dass GBP-1, das wir als neuen Regulator des T Zell Rezeptor Signalweges und der T Zell Aktivierung beschrieben haben, seine Effekte über die Interaktion mit zytoskeletalen Proteinen und im Besonderen Spektrin ausübt.

Zusammenfassung (Englisch)

Guanosine triphosphatases (GTPases) - often called G proteins - play manifold roles in the activation of T lymphocytes. Like switches they initiate many signaling cascades, which finally lead to proliferation and differentiation of T cells. Two major subclasses of GTPases termed heterotrimeric G proteins and small G proteins are subjects of intensive studies, but research about another class of GTPases, the large interferon (IFN) inducible GTPases only recently emerge. Although guanylate binding protein 1 (GBP-1) expression is highly induced in T cells upon stimulation, nothing is known about the physiologic role of GBP-1 in T lymphocytes. Almost no cellular binding partners of GBP-1 were characterized so far. GBP-1 is able to homo- and heterodimerize with other family members of the GBP GTPase-family and recently it was found that GBP-1 binds to betaIII-tubulin. In this study we show that GBP-1 is in T lymphocytes exclusively expressed in the cytosol and that it migrates to the site of activation upon stimulation. The recruitment of GBP-1 to the immunological synapse influences T cell activation as we demonstrated that silencing of GBP-1 leads to higher IL-2 expression in Jurkat T cell lines and primary T cells. The higher activation status of GBP-1 silenced T cells can already be detected in an enhanced phosphorylation of regulatory tyrosines of the main T cell kinase Lck. To define how GBP-1 can exert the above-described effects, we precipitated GBP-1 in T cells. Mass spectrometrical analyses of these precipitates identified ten so far unknown binding partners of GBP-1. Five out of the ten proteins identified were already described in literature as regulator of T cell activation and four of them influence early T cell receptor signaling events. Interestingly all of them are involved in regulation of structural proteins or are themselves cytoskeletal modules. With double silencing experiments we excluded the possibility that the one protein, according to literature, not involved in early T cell receptor signaling, namely plastin-2 is the main factor in GBP-1 interference with T cell stimulation. In addition GBP-1 silenced T cells show enhanced cell spreading and higher surface expression of CD3 - the signaling chain of the T cell receptor complex - and CD45 - the receptor phosphatase which influences Lck phosphorylation. One identified binding partner - Spectrin beta chain, brain1 - is able to influence both: T cell spreading and surface display of CD3 and CD45. Therefore we conclude that GBP-1 is a newly identified regulator of T cell receptor signaling and T cell activation, exerting its effect through interaction with cytoskeletal proteins, especially spectrin.