Zellarchitektur unter dem Mikroskop
Ein Bestandteil des Zytoskeletts sind Mikrotubuli. Sie ermöglichen die Bewegung intrazellulärer Organellen und sind für die Zellteilung von entscheidender Bedeutung. Mikrotubuli haben die faszinierende Fähigkeit, ihre Enden verlängern und verkürzen zu können, und zwar abhängig von der Dynamik spezieller mikrotubuliassoziierter Proteine, so genannter +TIPs (plus-end tracking proteins). Die meisten +TIPs besitzen das Sequenzmotiv SxIP, das speziell von EB-Proteinen (end binding), den Masterorganisatoren der Mikrotubuli, erkannt wird. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts EB-SXIP (Modulating EB protein interactions through small molecules) war daher der Interaktionsmechanismus zwischen Mikrotubuli-assoziierten Proteinen (+TIPs und EB) und die Suche nach niedermolekularen Inhibitoren. Letztlich sollte geklärt werden, welche zellulären Prozesse von dieser Interaktion und dem +TIPs-Proteinnetzwerk abhängig sind. Zu diesem Zweck kombinierten Forscher computergestützte, Struktur-, Zell- und chemisch-biologische Methoden und bildeten europaweite Forschungskooperationen. Um nach Inhibitoren der EB-SxIP-Interaktion zu suchen, wurden ein quantitativer Fluoreszenzpolarisationstest entwickelt und Sequenzdeterminanten, Bindungsaktivität und Regulierung verschiedener menschlicher +TIPs ermittelt. Im nächsten Schritte wurden EB-Mutanten erzeugt, die die SxIP-Bindung stören. Dabei wurde jedoch die Fähigkeit der EB, den wachsenden Mikrotubuli zu folgen, nicht beeinträchtigt. Damit wurde die Bildung der mitotischen Spindel gestört, die Zellen konnten jedoch ihren Zellzyklus bis zum Ende fortsetzen. Insgesamt lieferte EB-SXIP viele neue Informationen zu molekularen Erkennungs- und Regulationsmechanismen des Zellskeletts. Nur auf dieser Grundlage kann geklärt werden, wie Proteinnetzwerke des Zytoskeletts zelluläre Funktionen ermöglichen. Außerdem könnten die neuen Daten künftige genomweite Analysen vereinfachen, um die Existenz neuartiger +TIPs bei anderen Organismen zu enthüllen. Da EB-Proteine bei verschiedenen Krebserkrankungen eine Rolle spielen, sind die Ergebnisse zudem auch therapierelevant.
Schlüsselbegriffe
Zytoskelett, Therapie, +TIPs, SxIP, EBP
