dc.contributor.author
Schmidt, Vanessa
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:31:29Z
dc.date.available
2008-11-19T12:42:50.215Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2664
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6865
dc.description.abstract
Alzheimer disease (AD) is the most common form of neurodegenerative diseases.
Only little is known about the control mechanisms which affect APP metabolism
and that cause Alzheimer´s Disease. Gene expression profiling studies revealed
reduced levels of Sorla mRNA in brain autopsies from patients suffering from
AD compared with healthy individuals. Based on this observation, reduced SORLA
activity may be considered a causal event in AD development. The mammalian
receptor SORLA is a type-1 membrane protein that shares structural similarity
to members of the group of VPS10P domain-containing receptors. In my studies,
I have been able to uncover the molecular mechanisms how this receptor impacts
on APP metabolism and progression. I showed that SORLA binds directly to APP
and that both proteins co-immunoprecipitate from cell lysats, suggesting a
direct interaction between SORLA and APP. Overexpression of SORLA in CHO and
SH-SY5Y cell lines caused sequestration of APP in the Golgi compartment and
protection from proteolytic processing as deduced from intracellular
accumulation of mature APP. In addition, SORLA overexpression decreased the
activity of both amyloidogenic and non-amyloidogenic processing pathway for
APP. This inhibitory effect may either be attributed to an inhibition of the
interaction of APP with the respective proteases or by controlling the
transport of APP to the distinct subcellular compartments less favorable for
proteolytic breakdown. Furthermore, the crucial role of SORLA in APP
trafficking and processing fates has been established by site-directed
mutagenesis of Sorla cDNA sequence to generate trafficking deficient receptor
variants. Using these mutants, I was able to elucidate two trafficking routes
for SORLA, and their dependence on interaction of the cytoplasmic domain of
the receptor with the adaptor proteins GGA1 and PACS1. Finally, I identified
the functional relevance of these sorting pathways for regulation of APP
trafficking and metabolism. SORLAΔcd and SORLAacidic variants were
predominantly localized to the cell surface and showed defects in endocytosis
leading to accelerated Aβ production. In contrast, the SORLAGGA variant failed
to undergo shuttling between TGN and endosomal compartments. Cells
overexpressing this receptor mutant displayed increased sAPPα and decreased Aβ
secretion, suggesting a shift from the amyloidogenic to the non-amyloidogenic
pathway. As well as in cell culture experiments, I investigated the influence
of SORLA on murine and human APP metabolism in vivo. I was able to demonstrate
that ablation of Sorla gene expression in gene-targeted mice caused an
elevated level of Aβ peptides and, consequently, enhanced plaque burden in the
mouse brain, substantiating a central role for this receptor in amyloidogenic
processing of APP in vivo.
de
dc.description.abstract
Die Alzheimer-Krankheit ist eine der häufigsten neurodegenerativen
Erkrankungen beim Menschen. Über die Kontrollmechanismen des APP
Stoffwechsels, welche die Alzheimer-Krankheit verursachen, ist nur wenig
bekannt. Mittels Genexpressions-analysen konnte eine reduzierte Menge an Sorla
mRNA im Gehirn von Alzheimer-Patienten nachgewiesen werden. Dementsprechend
könnte eine reduzierte SORLA-Aktivität die Ursache für die Entwicklung der
Alzheimer Krankheit bedeuten. Der Rezeptor SORLA ist ein Typ-1 Membranprotein,
welches charakteristische Eigenschaften zu einer Gruppe der
Transportrezeptoren aufweist. In meiner Arbeit konnte ich den molekularen
Mechanismus aufklären, wie SORLA auf den APP Stoffwechsel und Entwicklung
einwirkt. Mittels Koimmunopräzipitation konnte eine direkte Interaktion
zwischen SORLA und APP gezeigt werden. Eine Überexpression von SORLA in CHO
und SH-SY5Y Zellen verursachte ein Zurückhalten von APP-Molekülen im Golgi-
Kompartiment und eine Inhibierung der APP-Prozessierung, welche ich anhand der
erhöhten Menge von glycosylierten APP-Molekülen im Golgi-Kompartiment
nachweisen konnte. Des weiteren führt eine SORLA Überexpression zu einer
Reduzierung des amyloidogenen und nicht-amyloidogenen Prozessierungsweges von
APP. Weiterhin wurde der Einfluss von SORLA im APP-Transport und der APP-Pro-
zessierung untersucht. Durch den Austausch von spezifischen Aminosäuren im
Bereich der zytoplasmatischen Domaine des Sorla-Gens wurden
transportdefiziente Rezeptorvarianten generiert. Mittels dieser Mutanten
konnte ich zwei Transportwege für SORLA identifizieren, sowie die Abhängigkeit
dieser Transportwege von der Interaktion von SORLA mit den Adaptorproteinen
GGA1 und PACS1. Auf diesem Wege konnte ich die funktionelle Relevanz beider
Transportwege für die Regulation von APP-Transport und Metabolismus beweisen.
Die SORLA-Mutanten SORLAΔcd and SORLAacidic wurden überwiegend an der
Zelloberfläche lokalisiert. Der Defekt der Endozytose dieser SORLA-Mutanten
führte zur erhöhter Aβ-Produktion in den Zellen. Im Gegensatz dazu wies die
SORLAGGA-Variante Mängel im Transportweg zwischen Trans-Golgi-Network und
Endosomen auf, wodurch es zu einem Anstieg von sAPPα-Molekülen und zu einer
Reduzierung der Aβ-Sekretion kam. Analog zu den Experimenten in Zellen habe
ich auch den Einfluss von SORLA auf den murinen und humanen APP-Metabolismus
in Mäusen untersucht. Sorla-gendefiziente Mäuse wiesen eine erhöhte Menge an
Aβ-Molekülen und dementsprechend erhöhte amyloidogene Plaqueablagerungen im
Mausgehirn auf. Aus meinen Studien kann ich schliessen, dass SORLA eine
zentrale Rolle in der amyloidogenen APP-Prozessierung in vivo und in vitro
darstellt.
de
dc.format.extent
XIII, 141 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
SORLA regulates processing of amyloid precursor protein via interaction with
adaptors GGA1 and PACS1
dc.contributor.inspector
Thomas Schmülling
dc.contributor.inspector
Gerd Multhaup
dc.contributor.firstReferee
Wolfgang Schuster
dc.contributor.furtherReferee
Thomas Willnow
dc.date.accepted
2008-11-11
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000006134-8
dc.title.translated
SORLA interagiert mit GGA1 und PACS1 Adaptorproteine und reguliert somit die
Prozessierung des Amyloidvorläuferproteins
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000006134
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000004677
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access