Interaktionspartner von DEK

Mit Hilfe des „Two-hybrid systems“ wurde gezeigt, dass DEK mit sich selber interagieren kann, was die Vermutung nahe legt, dass DEK zur Ausbildung von Homodimeren oder Homomultimeren neigt. Die Di- oder Multimerisierungsdomäne wurde mit Hilfe von Far-Western Untersuchungen auf den Bereich zwischen aa 270-350 festgelegt. Diese Domäne wird durch Phosphorylierung reguliert (Kappes et al., 2004a).

In weiteren Arbeiten wurden Interaktionen von DEK mit Proteinen des RNA-Metabolismus, der Transkriptionsregulation und dem viralen Protein LANA gezeigt, die im Folgenden näher erläutert werden.

1.3.3.1 DEK im RNA-Metabolismus

In einer Arbeit von McGarvey (McGarvey et al., 2000) wurde DEK zusammen mit zwei Proteinen (Serine/Arginine-repeat proteins), Hel117 und SC35 gereinigt. SR-Proteine sind Spleißfaktoren mit ein oder zwei N-terminalen RNA-Erkennungsdomänen und einer C-terminalen RS-Domäne (Fu, 1995; Manley and Tacke, 1996). Weiterhin wurde bestätigt, dass DEK mit SR-Proteinen in vitro und in vivo interagiert. Über diese Interaktion kann DEK an das Spleißosom binden. Nach dem Spleißen bleibt DEK noch am Exon-Produkt-Komplex gebunden.

Ein weiterer Hinweis, dass DEK an den RNA-Metabolismus beteiligt sein könnte, wurde von Le Hir (Le Hir et al., 2001; Le Hir et al., 2000) erbracht. Hier wurde DEK über Immunpräzipitation mit DEK-Antikörpern als Bestandteil eines EJC (exon-exon junction complex) identifiziert. Der EJC ist ein Komplex von ca. 335 kDa, der nach dem Spleißen auf mRNA 20 bis 24 Nukleotide aufwärts von der Exon-Exon-Grenze positoniert ist. Er besteht aus mindestens 5 Proteinen: SRm160, DEK, RNPS1, Y14 und REF. Als Spleißaktivatoren sind SRm160 und RNPS1 in den Prozess des prä-mRNA Spleißens involviert (Blencowe et al., 2000; Eldridge et al., 1999; Mayeda et al., 1999). Mit ihrem RNA-Erkennungsmotiv RRM (RNA recognition motif) sind Y14 und REF am Transport der mRNA vom Nukleus ins Cytoplasma beteiligt (Kataoka et al., 2000; Stutz et al., 2000; Zhou et al., 2000). Weiterhin wurde vermutet, dass EJC eine Plattform für die Bindung von Faktoren wie TAP/p15 und REF, die am Export von mRNA beteiligt sind, dargestellt. Jedoch konnte in neueren Untersuchungen mit anderen DEK-Antikörpern kein Zusammenhang zwischen DEK und Spleißen gezeigt werden (Gatfield and

1. Einleitung

Izaurralde, 2002; Lejeune et al., 2002; Lykke-Andersen et al., 2001; Reichert et al., 2002). Es wird diskutiert, ob der DEK Antikörper in den ersten Untersuchungen auch ein anderes Protein im EJC erkannt hat. Tatsächlich kreuzreagiert dieser DEK-Antikörper mit einem noch nicht identifizierten Protein von ca. 20 kDa (Reichert et al., 2002).

In der Arbeit von Kappes (Kappes et al., 2001) wurde jedoch unabhängig von diesem Antikörper eine Assoziation von DEK mit RNA-Protein-Komplexen gezeigt. Die Funktion dieser DEK-Population bleibt weiterhin zu untersuchen.

1.3.3.2 DEK bei der Transkription

Neben der bisher noch nicht geklärten Funktion von DEK im RNA-Metabolismus wurde für DEK von mehreren Autoren auch eine Rolle bei der Transkription, durch die Interaktion mit meheren Faktoren postuliert.

1.3.3.2.1 Interaktion mit Daxx

Zuerst wurde DEK als Interaktionspartner von Daxx identifiziert (Hollenbach et al., 2002). Daxx ist ein Kernprotein, welches in drei verschiedenen Formen mit Molekulargewichten von 70 kDa, 97 kDa und 120 kDa vorkommt, wobei die 120 kDa Form die phosphorylierte Form des Proteins ist. Bisher hat Daxx mindestens zwei identifizierte Funktionen im Nukleus, wovon eine mit der Fas-abhängigen Apoptose zusammenhängt. Hier wurde Daxx als Bestandteil des POD-Komplex (promyelocytic leukemia protein (PML) oncogenic domains) identifiziert. Über diese Interaktion mit PODs wird Daxx mit der Apoptose verbunden (Torii et al., 1999; Villunger et al., 2000;

Zhong et al., 2000). Zweitens wurde Daxx als Transkriptionskorepressor charakterisiert, das die Transkriptionsaktivität von Pax3 und ETS-1, zwei Transkriptionsfaktoren, unterdrücken kann (Hollenbach et al., 1999; Li et al., 2000). Auf der Suche nach Daxx-Interaktionspartnern wurde zuerst gezeigt, dass DEK, zusammen mit HDAC II und acetylierten Histone H4, mit Daxx kofraktionieren. Weiterhin wurde DEK, HDAC II und Kern-Histone (H2A, H2B, H3 und H4) mittels Immunpräzipitation als Bindungspartner von Daxx identifiziert (Hollenbach et al., 2002). Durch diese Befunde wird ein Modell für die transkriptionelle Repressionsaktivität von Daxx aufgestellt, in dem Daxx über die Interaktion mit Transkriptionsfaktoren wie Pax3 und EST-1 auf die Stellen der aktiven Transkription rekrutiert wird. Dort assoziiert Daxx mit acetylierten Kern-Histonen und

1. Einleitung

DEK. Über Daxx wird HDAC II zu diesen Stellen rekrutiert. Als Konsequenz daraus werden die Histone deacetyliert und dadurch die Chromatinstruktur für die Transkription verschlossen (Hollenbach et al., 2002).

1.3.3.2.2 Interaktion mit AP-2α

In einer anderen Studie wurde DEK als Interaktionspartner des Transkriptionsfaktors AP-2α identifiziert. Hier könnte DEK als Koaktivator der Transkription agieren (Campillos et al., 2003). AP-2α bildet zusammen mit drei anderen Proteinen (AP-2ß, AP-2γ und AP-2δ) die Familie der Transkriptionsfaktoren AP-2. AP-2α ist an Prozessen wie Embryonalentwicklung und Apoptose beteiligt (Eilers et al., 1991; Schorle et al., 1996). In der Arbeit wurde die Interaktion von DEK und AP-2 durch Säulenchromatographie gezeigt. Weiterhin kann DEK die Transkriptionsaktivität von AP-2α auf den APOE-Promotor stimulieren. In vitro konnte gezeigt werden, dass DEK die Bindung von AP-2α an DNA stimuliert, ohne selbst an DNA zu binden. Dies lässt die Vermutung zu, dass DEK die Chromatinstruktur so verändert, dass AP-2α besser daran binden und sich dadurch die Transkriptionsaktivität erhöhen könnte (Campillos et al., 2003).

1.3.3.3 Interaktion mit LANA

In einer Arbeit von Krithivas (Krithivas et al., 2002) wurde das LANA-Protein (latency-associated nuclear antigen) des Kaposi’s Sarcoma-assoziierten Herpesviruses (KSHV) als ein weiterer Interaktionspartner von DEK identifiziert. Die Infektion des KSHV ist zunächst latent, wobei sein Genom in einigen Kopien als Episom im Nukleus der infizierten Zelle erhalten bleibt. LANA ist ein 222 bis 234 kDa großes Phosphoprotein mit einer N-terminalen und C-terminalen Domäne (Kedes et al., 1997; Rainbow et al., 1997). LANA kann sowohl als Transkriptionsrepressor über die Interaktion mit HDAC, als auch als Transkriptionsaktivator funktionieren (An et al., 2002; Knight et al., 2001;

Krithivas et al., 2000; Schwam et al., 2000). LANA ist in allen KSHV-infizierten Zellen exprimiert. Es bindet am terminalen TR-Bereich des KSHV Genoms und koppelt das virale Genom an das Wirtchromosom (Ballestas and Kaye, 2001; Piolot et al., 2001;

Szekely et al., 1999). In der Arbeit wurde gezeigt, dass LANA mit zwei Chromatin-bindenden Proteinen, methyliertes CpG-Bindeprotein MeCP2 und DEK, interagiert,

1. Einleitung

wobei die MeCP2-Bindedomäne am N-Terminus und DEK-Bindedomäne zwischen aa 986 zu 1043 am C-Terminus liegt. Die Daten zeigen, dass LANA an die Wirtchromosomen über zwei unabhängige Chromatin-Bindedomänen, die mit verschieden Chromatin-bindenden Proteinen interagieren können, gekoppelt ist (Krithivas et al., 2002).

Die Daten, die zur Zeit über DEK verfügbar sind, bringen DEK sowohl mit der Transkription (Campillos et al., 2003; Hollenbach et al., 2002) als auch mit dem RNA-Metabolismus (McGarvey et al., 2000) in Verbindung. So wäre es möglich, dass DEK in vivo mehr Funktionen ausübt. Es könnte aber auch sein, dass DEK eine generelle Funktion hat, in dem es über seine DNA- und Chromatin-Bindungseigenschaften die Chromatinstruktur so verändert, dass es alle diesen Prozesse beeinflussen könnte.

Zusammengefasst deuten die Daten darauf hin, dass DEK hinsichtlich seiner Chromatin-, DNA- und RNA-Bindefähigkeit ein multifunktionelles Protein sein könnte.