Sortierung des insulinregulierten Glucosetransporters GLUT4 durch Adaptorproteine

• Antragsteller: Professor Dr. Hadi Al-Hasani
• Fachliche Zuordnung: Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5418424

• Erstellungsjahr: 2007

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Projekt wurden Mechanismen der Glucoseaufnahme in Adipocyten untersucht. Mittels biochemischer und zellbiologischer Methoden konnte erstmals demonstriert werden, dass die Glucosetransporter-lsoformen GLUT4 und GLUT8 über spezifische N-terminale Aminosäuremotive direkt mit den Clathrin-bindenden hetetotetrameren Adaptorproteinen (AP-1 und AP-2) interagieren. Das Dileucin-Motiv LL12/13 im GLUTS ist ein essentielles, ß2-Adaptin/AP-2-bindendes Endocytosesignal und verantwortlich für die intrazelluläre Retention des Transporters in Adipocyten. Das N-terminale F5QQI-Motiv im insulin-regulierten GLUT4 ist ebenfalls essentiell für die intrazelluläre Lokalisation des Glucosetransporters in nicht-stimulierten Adipocyten. Im Projekt wurde ein effizientes lentivirales Transfektionssystem für Adipocyten etabliert. Mit diesem System konnte die GLUT4-Translokation in AP-1- bzw. AP-2-defizienten 3T3-L1-Adipocyten untersucht werden. Dabei wurde eine duale Rolle des FQQI-Motivs entdeckt, wobei dieses Motiv in der GLUT4-Sortierung sequenziell von beiden AP-Komplexen erkannt wird. Dabei vermittelt AP-2 die Clathrin-abhängige Endocytose an der Plasmamembran während AP-1 in einen postendosomalen Sortierschritt involviert ist. In weiteren Untersuchungen wurde ein neuartiges, für die Biosynthese von GLUT4 benötigtes Dockingprotein (p49) und die für die Signaltransduktion der GLUT4-Translokation essentielle Proteinkinase AKT2 charakterisiert.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• (2005) Activation of a GST-tagged AKT2/PKBß. Biochim. et Biophys. Acta 1725:340-347
  Baer, K., Lisinski, I., Gompert, M., Stuhlmann, D., Schmolz, K., Klein, H.W. & Al-Hasani, H.
  
• (2006) Endocytosis of the glucose transporter GLUT8 is mediated by interaction of a dileucine motif with the ß2-adaptin subunit of the AP-2 adaptor complex. J. Cell Sci. 119:2321-2331
  Schmidt, U., Briese, S., Leicht, K., Schurmann, A., Joost, H.G., & Al-Hasani, H.
  
• (2006) Identification and characterization of p49/STRAP as a novel GLUT4-binding protein. Biochem Biophys. Res. Commun. 344:1179-1185
  Lisinski, I., Matsumoto, H., Yver, D.R., Schurmann, A., Cushman, S.W., & Al-Hasani, H.