Charakterisierung der Ligandenbindungs-Funktion für das Tumorsuppressorprotein Profilin I

Profilin I (PFNI) ist ein 12 bis 16 kDa großes, ubiquitär exprimiertes, essentielles Protein. Aufgrund seiner Interaktion mit Aktin besitzt Profilin eine polymerisationsfördernde Funktion und wirkt damit regulierend auf die Aktindynamik der Zellen. Durch die Interaktion mit PIP2 ist Profilin auch direkt in Signaltransduktionswege eingebunden. Ferner wirkt Profilin I als Tumorsuppressor in Brustkrebszellen, welche durch einen reduzierten Profilingehalt charakterisiert sind. Die Restauration des Profilinspiegels in der Brustkrebszelllinie CAL51 führt zur Suppression der Tumorigenizität, wobei eine intakte Aktin-Bindungsregion essentiell für diese Funktion ist. In Rahmen dieser Arbeit wurde die Interaktion zwischen Profilin I und seinen Liganden durch die Generierung von stabilen Zellklonen, die Wildtyp-Profilin, eine Aktin- (PFNI/AD) bzw. eine PIP2-Bindungsmutante des Profilin I (PFNI/LD) exprimierten, untersucht. Die mRNA dieser rekombinanten Profiline waren resistent gegenüber der RNAi-Behandlung. In diesem zellulären System war es möglich, die Expression des endogenen Profilin I durch RNAi-Behandlung auszuschalten, wobei der rekombinante Profilingehalt nicht reduziert wurde. Die RNAi-Versuche zeigten, dass sowohl das Wildtyp- als auch das Profilin mit einer reduzierten PIP2-Bindung den Verlust des endogenen Proteins kompensieren konnten, wobei die Zellen, die PFNI/AD exprimierten, eine höhere Apoptoserate aufwiesen. Immunfluoreszenzstudien zeigten, dass die Zellen, die PFNI/LD exprimieren, weniger und diffusere Stressfasern, aber ausgeprägtere Adhäsionsgürtel besaßen. Außerdem wurde bei diesen Zellen eine verminderte Fähigkeit zur Koloniebildung in Weichagar beobachtet. Weitere Untersuchungen zeigten eine gesteigerte Adhäsions- und Ausbreitungsrate der Zellen sowie eine erhöhte Migrationsrate. Die PIP2-Bindung erweist sich somit als wichtiger Faktor in der Regulation der Aktivität von Profilin auf das Aktin-Cytoskelett.