Haus, Patricia (2014)
Histondeacetylase 8: Interaktionen und Lokalisation.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die Lysindeacetylierung stellt ein wesentliches, posttranslationales Regulationselement dar, welches von der HDAC-Enzymklasse katalysiert wird. Insbesondere die Transkriptionskontrolle durch Regulation der Histonacetylierung, aber auch weiterer 3600 Acetylierungsstellen, bestätigen die wichtige Rolle dieses epigenetischen Mechanismus. Trotz der intensiven Erforschung des HDAC8-Proteins, konnte seine tatsächliche biologische Funktion nicht vollständig geklärt werden. Ziel dieser Arbeit war es, das ambivalente Bild der Funktionalität sowie der intrazellulären Lokalisation weiter aufzuklären. Die Erstellung eines Interaktionsprofils diente der näheren Betrachtung der HDAC8-Funktionalität, welche im Nachweis des H2A-H2B-Komplexes und weiterer acht neuer potentieller Bindepartner mit Funktionen im Cytoplasma und im Zellkern. Des Weiteren konnten die bekannten Interaktionen mit Actin und Hsp20 bestätigt werden. Der Nachweis des Proteins in der gesamten Hek293-Zelle und die zeitaufgelöste Darstellung des Transportprozesses über die Kernmembran mit Hilfe des photo-konvertierbaren Fluorophors mEos2 unterstützten die Vermutung einer HDAC8-Funktion in beiden Zellkompartimenten. Zur Charakterisierung des Bindeverhaltens der HDAC8 mit den Histone H2A, H2B sowie H3 wurden ausgewählte Lysinpositionen spezifisch mono-acetyliert. H2B wurde als Bindepartner bestätigt und eine Präferenz für die acetylierte Position L29 des H2B-Proteins aufgezeigt, was diese als Substrat nachweist. Im Zusammenhang mit der Funktion des Histons H2B in Hinblick auf stark exprimierte Genabschnitte könnte diese Wechselwirkung eine bisher nicht bekannte Rolle bei der Transkriptionsregulation spielen. Die Lokalisationsuntersuchung von HDAC8 in verschiedenen Zelllinien trug zur Klärung des mehrdeutigen Funktionalitätsprofils bei. So wurde in K562- sowie in HeLa- Zellen eine hauptsächlich cytoplasmatische, in Hek293, HaCaT, Sh-SY5Y sowie OLN-93 hingegen eine Lokalisation in der gesamten Zelle nachgewiesen. Dies deutet auf eine Zelltyp-abhängige und eventuell Gewebe-spezifische Funktion hin. In Hinblick auf die Entwicklung von gerichteten und potenten Inhibitoren zur gezielten, Gewebe-spezifischen Therapie ist die hier durchgeführte Lokalisationscharakterisierung von besonderem Interesse. Anhand der LOPAC-Substanzbibliothek konnte zwar keine eindeutige Strukturwirkungsbeziehung abgeleitet werden, jedoch war die Identifikation von potenten HDAC8-Inhibitoren möglich. Insbesondere die Substanz P 2742 stellt aufgrund eines IC50-Wertes von 30 nM trotz einer fehlenden Isoformselektivität einen interessanten Ausgangspunkt für eine weitergehende Wirkstofffindung dar.

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