Die Funktion von beta-Arrestin als Vermittler der spezifischen Aktivierung einzelner Wnt-Signalwege

• Antragstellerin: Professorin Dr. Alexandra Schambony
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 90867295

Sekretierte Wachstumsfaktoren der Wnt Familie aktivieren eine Vielzahl verschiedener Signalkaskaden, die traditionell in einen kanonischen Wnt/beta-Catenin Signalweg und die divergierenden nicht-kanonischen, beta-Catenin unabhängigen Signalkaskaden unterteilt werden. Die verschiedenen Wnt Signalwege sind miteinander vernetzt und häufig antagonistisch reguliert, so dass man inzwischen verstärkt von einem Wnt Signal-Netzwerk spricht. Im Vorgängerantrag haben wir die Hypothese aufgestellt, dass beta-Arrestin 2 (Arrb2) als ein zentrales Protein in der Wnt Signaltransduktion durch Rekrutierung verschiedener Bindungspartner zur spezifischen Aktivierung intrazellulärer Signalkaskaden und zur Integration verschiedener Wnt/Frizzled Signalwege beitragen kann. Durch quantitative funktionelle Proteomics ist es uns gelungen, Interaktionspartner von beta-Arrestin 2 / Dishevelled 2 (Dvl2) Proteinkomplexen zu identifizieren. Darunter befinden sich sowohl neue Bindungspartner als auch bekannte Modulatoren der Wnt Signaltransduktion als neue physikalische Interaktionspartner. In Folgeexperimenten zur Charakterisierung der von uns erstmals gezeigten Bindung von CamKII an Dishevelled 2 zeigte sich, dass CamKII verschieden stark an die drei Dishevelled Paraloge Dvl1, Dvl2 und Dvl3 bindet. Überraschender war jedoch die Erkenntnis, dass diese differentielle Bindung mit verschiedener, teilweise antagonistischer Funktion der Dishevelled Paraloge im Wnt/Ca2+ Signalweg einhergeht. In diesem Verlängerungsantrag möchte ich zum einen eine Gruppe von Kinasen, Phosphatasen und Scaffold Proteinen, die wir bereits als neue Bindungspartner von Arrb2 / Dvl2 Komplexen identifiziert haben, im Hinblick auf ihre mögliche Rolle in der Modulation, spezifischen Aktivierung und Integration der verschiedenen Wnt Signalwege und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen untersuchen. Zweitens soll die differentielle Interaktion der drei Dishevelled Paraloge in beta-Arrestin / Dishevelled Komplexen analysiert und der Zusammenhang zwischen Komplex Zusammensetzung und biologischer Funktion genauer untersucht werden. Die funktionelle Charakterisierung in vivo erfordert ein schnelles und sensitives System zur parallelen Analyse der Aktivität verschiedener Wnt Signalwege. Hierfür schlagen wir die Etablierung eines auf quantitativer hochauflösender Massenspektrometrie basierenden Peptid Kinase Assays vor.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen