Alleskleber in der Zelle: Ubiquitin als wichtiger Baustein der Immunantwort

Eine Studie unter Federführung der Nachwuchsgruppe von Dr. Daniel Krappmann (GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Institut für Toxikologie) in Zusammenarbeit mit Dr. Jürgen Ruland (TU München) und Dr. Claus Scheidereit (Max-Delbrück-Centrum, Berlin) deckte nun auf, dass die Ubiquitinierung auch für die Aktivierung der Immunantwort eine wesentliche Rolle spielt. (EMBO J. AOP, 18.10.2007).

Die erlernte Immunantwort wird durch die spezifische Erkennung von Fremdstoffen (Antigenen) durch auf weißen Blutzellen (Lymphozyten) sitzende Rezeptormoleküle ausgelöst. Für die Aktivierung der Lymphozyten sind zelluläre Signalwege verantwortlich. Krappmann und Mitarbeiter konnten nun erstmals nachweisen, dass in einer Untergruppe der Lymphozyten, den T-Zellen, nach Antigen-Stimulation Ubiquitine an das Protein Malt1 angeheftet werden. Malt1 ist Teil eines wichtigen zellulären Schalterkomplexes, dem so genannten CBM (Carma1-Bcl10-Malt1) Komplex, der eine zentrale Rolle bei der Aktivierung der Immunabwehr spielt. Mittels biochemischer, molekularbiologischer und genetischer Untersuchungen gelang es den Wissenschaftlern nachzuweisen, dass die Ubiquitinierung von Malt1 einen entscheidenden Beitrag zur Aktivierung der T Zellen leistet.

„Mechanistisch wirkt Ubiquitin hierbei gewissermaßen wie ein Allzweckleber, der es schafft unterschiedliche Proteinkomponenten in der Zelle in räumliche Nähe zu bringen“, erläutert Krappmann, „aber im Vergleich zu konventionellen Klebstoffen hat die Ubiquitinierung einen entscheidenden Vorteil: Sie ist reversibel, d.h. die Bindungen können wieder aufgelöst werden“.

Dieser Prozess der De-Ubiquitinierung geschieht in der Zelle fortlaufend, und kann somit dazu beitragen, eine übermäßige Aktivierung der T Zellen zu verhindern. Die dauerhafte Aktivierung von Lymphozyten ist verantwortlich für viele chronische Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen oder auch für die Entstehung von Lymphomen. Zukünftige Studien sollen nun den Status der Malt1 Ubiquitinierung unter pathologischen Bedingungen, wie etwa in Malt1 abhängigen Lymphomen, beleuchten. Die Forscher hoffen, dadurch das Potential des Ubiquitin Systems als Ziel neuer therapeutischer Ansätze zeigen zu können.

Publikation:

Oeckinghaus, A., Wegener, E, Welteke, V., Ferch, U., Çöl Arslan, S., Ruland, J., Scheidereit, C. and Krappmann, D. (2007) Malt1 ubiquitination triggers IKK/NF-?B signalling upon T cell activation. EMBO J.; AOP; 18th of Oct. 2007; doi: 10.1038/sj.emboj.7601897

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