Effekt von autoinhibiertem DIAPH1 auf die Mikrotubuli-Dynamik

Abstract

DIAPH1 ist in die metastatische Kaskade des kolorektalen Karzinoms involviert, da das Protein die Entstehung fokaler Adhäsionen begünstigt und damit einhergehend den ersten Schritt der Metastasierungskaskade initiiert. Die metastasierungsfördernde Eigenschaft von DIAPH1 wird hauptsächlich durch die Mikrotubuli-stabilisierende Aktivität des Proteins verursacht. Es ist bereits bekannt, dass die Stabilisierung der Mikrotubuli durch das DIAPH1-Protein in-vivo keine Stimuli durch Rho-GTPasen erfordert, DIAPH1 also im autoinhibierten Zustand Mikrotubuli bindet und stabilisiert. Für die Analyse der Interaktion zwischen den Mikrotubuli und autoinhibiertem DIAPH1 sind allerdings bislang keine Experimente in-vitro durchgeführt worden. Dies war das Ziel dieser Arbeit. Hierzu wurden drei Proteinkonstrukte verwendet: DIAPH1 (Volllänge), FH2-Domäne, von der bekannt ist, dass sie Mikrotubuli bindet und das Protein mit deletierter FH2-Domäne (ΔFH2). Es konnte gezeigt werden, dass die DIAPH1-stimulierte Polymerisierung der Mikrotubuli durch die FH2-Domäne erfolgt. Darüber hinaus übt DIAPH1 in Anwesenheit von Taxol einen stabilisierenden Effekt auf die Mikrotubuli aus. Interessanterweise konnte ΔFH2 in Anwesenheit von Taxol die Mikrotubuli ebenfalls stabilisieren. Damit erfolgt die Stabilisierung der Mikrotubuli unabhängig von der FH2-Domäne. Der zugrunde liegende Mechanismus muss allerdings noch aufgeklärt werden. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass DIAPH1 und ΔFH2 in-vitro auch in Abwesenheit von Rho-GTP Effekte auf Taxol-stabilisierte Mikrotubuli bewirken. Hieraus ergeben sich zwei Hypothesen: DIAPH1 und ΔFH2 liegen in-vitro in Anwesenheit von Taxol nicht, wie bisher angenommen, in autoinhibierter Form vor und sind somit konstitutiv aktiv oder eine Regulierung der Mikrotubuli-Aktivität erfordert in Anwesenheit von Taxol keine Aktivierung dieser Konstrukte. Welche der Hypothesen für die Mikrotubuli-regulierende Aktivität von DIAPH1 zutrifft und welche der Domänen außerhalb der FH2-Domäne an Mikrotubuli bindet, sollte künftig in weiteren Forschungsarbeiten genauer untersucht werden.