She4p,ein Regulator der Myosinfunktion in Saccharomyces cerevisiae

Myosine sind molekulare Motoren, die an einer Vielzahl von
zellulären Prozessen wie Bewegung, Zellteilung oder Polarität
beteiligt sind. Ihr Grundaufbau gliedert sich in Motordomäne, Hals-
und Schwanzdomäne. Der Motor interagiert ATP-abhängig mit dem
Aktinzytoskelett und ist die krafterzeugende Komponente. Vergleicht
man die verschiedenen Myosine miteinander, zeigt der Kopfbereich
die höchste Konservierung. An den Motor schliesst sich der
Halsbereich an, der die Bindestellen für regulatorische
Untereinheiten wie z.B. Calmodulin beinhaltet. Der Schwanzbereich
dient zum einem der Interaktion mit der transportierten Fracht und
zum anderen der Dimerisierung oder Organisation in Filamente. In
der Hefe Saccharomyces cerevisiae findet man fünf Myosine aus drei
verschiedenen Klassen. Myo1p ist das einzige Klasse II Myosinund
gehört zu den muskelähnlichen Myosinen, die sich in Filamenten
organisieren. Myo2p und Myo4p gehören zu den Klasse V Myosinen und
vermitteln Prozesse wie Vesikel-Transport, mRNALokalisation und
Vererbung von Organellen und Endoplasmatischen Retikulum. Es wird
vermutet, dass sie Dimere bilden, die als prozessive Motoren, also
eigenständig, durch die Zelle wandern und so ihre Fracht an den Ort
ihrer Bestimmung bringen. Myo3p und Myo5p sind in ihrer Funktion
redundant und vermitteln als Klasse I Myosine die Endozytose, sowie
die Integrität und Polarität des kortikalen Aktinzytoskeletts. Sie
liegen als Monomere vor und interagieren über spezifische Domänen
in ihren Schwanzbereich mit einer Vielzahl von Proteinen wie z.B.
Verprolin oder Komponenten des Arp2/3-Komplexes. Die rekombinante
Expression von Myosinen stellt sich als sehr problematisch dar, da
sich die Motordomäne nicht spontan in eine funktionelle
Konformation falten kann. Verschiedene Publikationen deuten
daraufhin, dass für die Faltung dieser Multidomänenstruktur die
UCS-Proteine notwendig sind. UCS leitet sich von den Namen der
zuerst identifizierten Mitglieder ab (UNC-45 aus C. elegans, Cro1p
aus P. anserina und She4p aus S. cerevisiae), welche lediglich die
C-terminale UCS-Domäne gemeinsam haben. Für UNC-45 konnte bereits
gezeigt werden, das es über die UCS-Domäne mit der Motordomäne von
Muskelmyosin interagiert und als Chaperon dessen thermale
Aggregation verhindert. Ausserdem interagiert UNC-45 über eine
N-terminale TPR-Domäne mit Hsp90 und über den zentralen Bereich mit
Hsp70. Im Rahmen meiner Arbeit wurde der Einfluss von She4p auf die
Funktion der Myosine untersucht. Es wurde gezeigt, dass She4p über
die UCS-Domäne mit der Motordomäne von Klasse I und Klasse V
Myosinen interagiertund somit die Lokalisation von Myo3p, Myo4p und
Myo5p ermöglicht. Mit Hilfe eines Aktin Pelleting Assays konnte
gezeigt werden, dass die Misslokalisation der Klasse I Myosine im
she4! Hintergrund durch einen Defekt in der Aktinbindedomäne im
Motorbereich verursacht wird. Die Spezifität von She4p für
verschiedene Myosinklassen spiegelt sich in der zellulären
Verteilung des Proteins wieder. Das UCS-Protein wird Myo2p-abhängig
in die Knospenspitze transportiert, um dort die Interaktion
zwischen Klasse I Myosinen und dem Aktinzytoskelett zu vermitteln.
Im Gegensatz dazu benötigt Myo4p lediglich funktionelles She4p
innerhalb der Zelle, da dieses Myosin durch Mutter- und
Tochterzelle wandert und somit seinen Regulator überall benötigt.
Die Tatsache, ob She4p wie UNC-45 als Chaperon an der Faltung der
Motordomäne beteiligt ist, ist weiterhin unklar. Es konnte jedoch
in einem Pulldown Experiment und einer Immunpräzipitation eine
Interaktion zwischen She4p und Hsp90 festgestellt werden. Es ist
daher durchaus möglich, dass She4p als Kochaperon das Hsp90 System
zum Myosin rekrutiert, damit die Motordomäne in eine funktionelle
Konformation gefaltet wird. Neben der zytoplasmatischen Funktion
von She4p scheint es noch eine nukleäre zu geben, da im Pulldown
Experiment zahlreiche Proteine gefunden wurden, die Teil des
Processosomes der kleinen ribosomalen Untereinheit sind und im
Nucleolus lokalisieren. Die Funktion von She4p in diesem Prozess
ist noch unbekannt.