dc.contributor.author
Pulvermüller, Alexander
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:50:06Z
dc.date.available
2010-02-09T14:27:05.827Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11065
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15263
dc.description.abstract
Die Interaktion des Photorezeptors der Stäbchenzelle, Rhodopsin, mit dem
G-Protein Transducin (Gt), initiiert die intermolekulare Transduktion des
Lichtsignals. Um die Signalzustände des Photorezeptors wieder in den
Grundzustand zurückzuführen, müssen das belichtete Rhodopsin (Rh*) und das
aktivierte Transducin abgeschaltet bzw. deaktiviert werden. Die Deaktivierung
wird durch die Interaktion der Rhodopsinkinase (RK) mit Rh* eingeleitet. Sie
führt zur Aktivierung des Enzyms und zur Phosphorylierung des Rezeptors. Der
phosphorylierte, aktive Rezeptor wird von Arrestin erkannt, dessen feste
Bindung die Weiterleitung des Signals zum Transducin unterbindet. Das
Verständnis der Wechselwirkungen zwischen RK, Arrestin und seiner splice-
Variante (p44) mit dem Rezeptor konnte durch die hier vorgelegten Ergebnisse
entscheidend erweitert werden. Zum ersten Mal wurde gezeigt, dass sowohl die
C-terminale als auch die N-terminale Domäne des Arrestinmoleküls an der
Rezeptorinteraktion beteiligt sind. Weiterhin konnten die funktionellen
Unterschiede der Arrestin und p44 Wechselwirkung mit dem Rezeptor Rhodopsin
analysiert und eine physiologische Rolle des p44 im Stäbchenaußensegment
abgeleitet werden. Die massive licht-induzierte Translokation des visuellen
G-Proteins zwischen dem lichtsensitiven Außensegment und dem Innensegment der
Photorezeptorzelle trägt zur Langzeit-Adaptation der Signaltransduktion bei.
Die Ca2+-induzierte Bildung eines Komplexes aus Gt und Centrinen dürfte an der
Regulation dieser Translokation beteiligt sein. In Säugerzellen sind vier
Isoformen bekannt, die mit Centriolen von Centrosomen, Spindelkörpern und
Basalkörpern assoziiert sind. Darüber hinaus werden alle vier Centrinisoformen
in den Photorezeptorzellen der Säugetierretina expremiert und zeigen deutliche
Bindungseigenschaften zu Gt Heterodimeren. Die hochaffine Bindung zum Gt
und die differenzielle Lokalisation der Centrinisoformen Cen1 und Cen2 im
Verbindungscilium weisen darauf hin, dass diese Isoformen zur Tansducin-
Centrin-Komplexbildung beitragen und an der Regulation des
Transducintransportes durch das Cilium beteiligt sind. Nicht nur Ca2+
reguliert die Funktion der Centrinisoformen, sondern ebenfalls die
Phosphoylierung bestimmter Stellen im Molekül. In vitro und ex vivo
Untersuchungen zeigen, dass Centrine lichtabhängig phosphoryliert werden
können. Durch Untersuchungen mit Kinaseinhibitoren konnte Kaseinkinase II als
ein möglicher Kandidat der lichtabhängigen Centrinphosphorylierung
identifiziert werden.
de
dc.description.abstract
The interaction of the photoreceptor of the rod cell, rhodopsin with the G
protein transducin (Gt), initiates the intermolecular transduction of the
light signal. To move the signal conditions of the photoreceptor back into the
ground state, the light activated rhodopsin (Rh*) and the activated transducin
must be switched off or deactivated. The deactivation starts with the
interaction of the rhodopsin kinase (RK) to Rh*. This interaction leads to the
activation of the enzyme and to the phosphorylation of the receptor.
Phosphorylation of the active receptor increases its affinity for arrestin
which deactivates the visual cascade by direct competition with transducin.
The understanding of the interactions between RK, arrestin and its splice
variant (p44) with the receptor could be improved essentially by the results
presented here. It could be shown for the first time that both the C-terminal
and the N-terminal domain of the arrestin molecule are involved in the
receptor interaction. Furthermore the functional differences of the arrestin
and p44 interaction with the receptor rhodopsin were analyzed and the
physiological role of p44 in the rod outer segment could be derived. Massive
translocation of the visual G-protein between subcellular compartments
contributes to long term adaptation of photoreceptor cells. Ca2+-triggered
assembly of a centrin-transducin complex in the connecting cilium of
photoreceptor cells may regulate these transducin translocations. Centrins are
members of the superfamily of Ca2+-binding EF-hand proteins. In mammal cells,
up to four centrin isoforms are commonly associated with centrioles of
centrosomes and spindle poles. Furthermore all four centrin isoforms are
expressed in the mammalian photoreceptor cells and reveal binding potential to
Gt heterodimers. High affinity binding to Gt and subcellular localization
of the centrin isoforms Cen1 and Cen2 in the connecting cilium indicates that
these isoforms contribute to the centrin-transducin complex and potentially
participate in the regulation of transducin translocation through the
photoreceptor cilium. The function of centrin isoforms is not only regulated
by Ca2+ but also by the phosphorylation of specific sites in the molecule. In
vitro and ex vivo phosphorylation assays indicated that centrins are
phosphorylated in a light-dependent manner. Treatments with kinase inhibitors
revealed the casein-kinase II as a candidate for the light-dependent centrin
phosphorylation.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Signal transduction
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Regulationsmechanismen der visuellen Signaltransduktion
dc.contributor.contact
apulvermueller@t-online.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. K.-W. Koch
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. R.S. Goody
dc.date.accepted
2010-01-25
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000015627-4
dc.title.subtitle
Untersuchungen zu Deaktivierungs- und Translokationsprozessen
dc.title.translated
Regulation mechanisms of the visual signal transduction
en
dc.title.translatedsubtitle
Investigations of deactivation and translocation processes
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000015627
refubium.note.author
DFG-gefördert: Pu 186/3-1, SSP 1025
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000011550
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access