dc.contributor.author
Yan, Shuling
dc.date.accessioned
2018-06-07T19:43:41Z
dc.date.available
2004-01-05T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6364
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10563
dc.description
Title and Contents
1\. Introduction 1
2\. Aims 15
3\. Material and Methods 16
4\. Results 36
5\. Discussion 86
6\. References 101
7\. Summary and others 120
dc.description.abstract
1\. We presented the purification of rat CD26/DPPIV and elucidation of its
three-dimensional structure by cryo-TEM. Homogenous dimeric rat CD26 with
enzyme activity was purified by two-step chromatography, mAb-conjugated
affinity chromatography and SE-FPLC. Its structure was determined by cryo-TEM
and single particle analysis at a resolution of ~14 Å. The reconstruction
confirms that the protein exists as a dimer, as predicted earlier. Since there
are structural analogies to the serine peptidase prolyl oligopeptidase (POP),
docking calculations of the two structures were performed. Although the
docking showed a similar spatial organization (catalytic domain, b-propeller,
distal opening, central cavity) the detailed comparison revealed clear
discrepancies. The most marked difference is a second (lateral) opening in
CD26/DPPIV, which would enable direct access to the catalytic site. We
therefore assume that substrate selectivity and binding rate are most probably
driven by different mechanisms in CD26/DPPIV and POP. 2\. In order to
investigate the role of CD26 in the immune system, CD26 gene knockout mice
with C57BL/6 background were used to study the immune response after
stimulation with PWM and with ovalbumin, respectively. CD26-/- mice display an
apparently normal phenotype. But in their spleen lymphocyte population, the
percentage of CD4+ T cells is lower and that of NK cells is higher than in
CD26+/+ mice. In their peripheral blood, CD26-/- mice presented a
conspicuously decreased proportion of CD4+ NKT lymphocytes. In vitro, compared
with CD26+/+ mice, the PWM-stimulated IL-4 production in CD26-/- mice was
decreased by 60 ? 80% in the supernatants of spleen lymphocytes, whereas the
production of IL-10 and IFN-g was increased. No significant differences were
found in the production of IL-2, IL-5, IL-6 and IL-13 between deficient and
wild type mice. After immunization of mice with PWM in vivo, serum
concentrations of total IgG, IgG1, IgG2a and IgE were markedly lower in
CD26-/- mice than those in CD26+/+ mice, while no difference was found in IgM
production. Further analysis of cytokine concentrations in vivo revealed that
a reduced IL-4, IL-2 and delayed IFN-g production in sera of CD26-/- mice
contributed to the decrease of PWM-induced immunoglobulin production. After
ovalbumin immunization in vivo, both IgM and IgG (total IgG and subclasses
IgG1 and IgG2a) production were lower in CD26-/- mouse. The difference of IgG
production between two strains was obvious. But IgE production was not
affected. Aerosol challenge with OVA resulted in a much more severe
eosinophilia and inflammation in the lung of CD26-/- mice, which was caused by
markedly increased local Th2 cytokines IL-4, IL-5 and IL-13. These results
indicate that CD26 contributes to the regulation of development, maturation
and migration of CD4+T, NK and NKT cells, of cytokine secretion, of T-cell
dependent antibody production and immunoglobulin isotype switching of B cells.
Its expression in the lung is crucial for regulation of allergen-mediated
eosinophilia and local inflammation.
de
dc.description.abstract
1\. In der vorliegenden Arbeit stellen wir die Reinigung der CD26/DPPIV und
die Klärung der dreidimensionalen Struktur durch cryo-TEM dar. Durch eine
zweistufige Reinigung, mAb-Affinitätschromatographie und SE-FPLC, konnte
CD26/DPPIV in hoher Reinheit als enzymatisch aktives Dimer hergestellt werden.
Die 3D-Struktur der dimeren CD26/DPPIV wurde durch cryo-TEM und der 'single
particle' Methode rekonstruiert und mit einer Auflösung von 14 Å ermittelt.
Die Rekonstruktion der ermittelten strukturellen Daten ergab, das es sich bei
den erhaltenen Partikeln um Dimere handelt, wie vorher durch SE-FPLC gezeigt.
Da die CD26/DPPIV strukturelle Analogien zur Serinpeptidase Prolyl-
Oligopeptidase (POP) besitzt, deren Struktur bekannt ist, wurden
'docking'-Kalkulationen durchgeführt und verglichen. Diese Berechnungen
zeigten eine hohe Ähnlichkeit der Strukturen von POP und CD26/DPPIV. So
konnten Ähnlichkeiten im katalytischen Zentrum, b-Propeller, distaler Öffnung
und zentraler Höhle gefunden werden. Im Unterschied zur POP zeigte die
Struktur der CD26/DPPIV jedoch eine zweite Öffnung im distalen Bereich, die
einen direkten Zutritt zum katalytischen Zentrum ermöglichen könnte. Auf Grund
dieses strukturellen Unterschiedes, ergeben sich die unterschiedlichen
Substratspezifitäten und Bindungskonstanten der beiden Proteasen. 2\. Um die
Funktionen der CD26/DPPIV im Immunsystem zu ermitteln, wurden CD26 knock-out
Mäuse des Typs C57BL/6 verwendet. Die Immunantwort von CD26-/- Mäusen wurde
nach Anregung mit PWM und Ovalbumin im Vergleich mit CD26+/+ Mäusen
untersucht. CD26-/- Mäuse zeigen einen normalen Phänotyp. Untersuchungen der
Milz-Lymphozytenpopulation zeigten jedoch eine verringertes Vorkommen von CD4+
T-Zellen und ein erhöhtes Auftreten von NK-Zellen, im Vergleich mit CD26+/+
Mäusen. Auch im peripheren Blut zeigte sich eine auffallend verringerte CD4+
NKT-Zellen-Population. In in vitro Studien mit kultivierten Milz-Lymphozyten
wurden Zytokinmessungen nach PWM-Stimulation durchgeführt. Dabei zeigte sich
eine um 60-80% verringerte IL-4 Sekretion in CD26-/- Kulturen, während die
Sekretion von IL-10 und IFN-g erhöht war. Keine Unterschiede bezüglich der
Zytokin-Sekretion konnten für IL-2, IL-5, IL-6 und IL-13 gefunden werden.
Wurden die Mäuse mit PWM immunisiert, so zeigte sich in CD26-/- Mäusen eine
verringerte Antikörperproduktion. Die Serumkonzentrationen von Gesamt -IgG,
-IgG1, -IgG2a und -IgE waren signifikant niedriger als in immunisierten
CD26+/+ Mäusen, während kein Unterschied in der IgM-Produktion festgestellt
werden konnte. Zytokinmessungen im Serum von immunisierten Mäusen zeigten ein
verringertes IL-4 und IL-2 Vorkommen in CD26-/- Mäusen und eine zeitliche
Verzögerung der IFNg-Produktion, was zur Verringerung des Immunoglobulin-
Spiegels in CD26-/- Mäusen beitragen kann. Nach Immunisierung der Mäuse mit
Ovalbumin waren in den CD26-/- Tieren die Konzentrationen von IgM, IgG
(Gesamt-IgG, -IgG1 und -IgG2a) verringert, während keine Unterschiede in der
IgE-Konzentration messbar waren. OVA-Administration als Aerosol resultierte in
einer Entzündungreaktion in den Lungenflügeln von CD26+/+ und CD26-/- Mäusen.
Die Entzündung in CD26-/- Mäusen war im Vergleich mit dem CD26+/+ Mäuse
wesentlich verstärkt und begleitet von einer verstärkten Eosinophilie im
entzündeten Gewebe. Desweiteren konnte im Gewebe von CD26-/- Mäusen eine
erhöhte Konzentration von IL-4, IL-5 und IL-13 gemessen werden. Diese
Th2-Zytokine könnten zur Verstärkung der Entzündung führen. Diese Befunde
zeigen eine Beteiligung der CD26/DPPIV bei der Reifung, Aktivierung und
Migration von CD4+ T-Zellen, NK-Zellen und NKT-Zellen, eine Beteiligung bei
der Zytokin-Sekretion von T-Zellen und bei der Antikörperproduktion, bzw. des
Isotypenwechsels bei der B-Zell Reifung. CD26/DPPIV in Lunge ist wichtig für
die Regulation der Allergen-vermittelten Eosinophilie und der Lokalentzündung.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
NKT lymphocytes
dc.subject
immunoglobulings
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.title
Investigation on the role of CD26 in immune system and resolution of its 3D-
structure
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Werner Reutter
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Carsten Niemitz
dc.date.accepted
2003-12-19
dc.date.embargoEnd
2004-01-07
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2004000016
dc.title.translated
Untersuchungen über die Rolle von CD26 im Immunsystem und Aufklärung seiner
3D-Struktur
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000001456
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2004/1/
refubium.note.author
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