Das WIN-Kolleg

381

PKD die Migration der Krebszellen inhibiert, während kinase-inaktive PKD die
Zellmigration stark steigerte. Sowohl für PKD1 als auch für PKD2 konnte zudem in
vitro eine Bindung an F-Aktin nachgewiesen werden. Die Bindung an F-Aktin ist
eine Eigenschaft, die bereits für eine Reihe Aktin-regulierender Proteine beschrie-
ben wurde. Eine entsprechende Bindung von PKD an F-Aktin könnte daher
auch die Phosphorylierung seiner in iwo-Substrate ermöglichen. Ziel dieses Projek-
tes ist es, PKD-kontrollierte Signalwege, die für die Migration und Invasion von
Krebszellen relevant sind, zu identifizieren. Im Jahr 2009 konnten wir zeigen, daß
PKD die Migration durch Phosphorylierung der Phosphatase Slingshot 1 (SSH1),
die an der Kontrolle von Polymerisations- und Depolymerisations-Prozessen des
Aktin-Zytoskeletts beteiligt ist, kontrolliert. SSH1 reguliert den Aktivitätszustand des
ubiquitären Aktin-Depolymerisations- und ,,Severing“-Faktors Cofilin durch
Dephosphorylierung von Ser3. Cofilin depolymerisiert Aktin-Filamente und erzeugt
durch „Severing“ neue „barbed ends“ als Nukleationskerne für die Polymerisation
am „leading edge“ in Folge eines gerichteten Stimulus. Die Aktivität von SSH1 wie-
derum wird durch PKD1 über eine Phosphorylierung der Serine 937 und 978,
die innerhalb eines Aktin-Bindemotivs liegen, inhibiert. Eine Bindung von 14-3-3
Proteinen führt dann zur Sequestrierung von SSH1 in das Zytoplasma, was eine
reduzierte Aktivierung von Cofilin und eine Inhibition der Migration zur Folge hat.
Interessanterweise sind die beiden Serine 937 und 978 weder in SSH2 noch in SSH-
Varianten anderer Spezies (z.B. Drosophila melanogaster) konserviert. Ob und wie
diese SSH-Proteine auf posttranslationaler Ebene reguliert werden ist daher noch
völlig unklar. In 2010 konnten wir in Zusammenarbeit mit der Universität Hohen-
heim (AG Maier, Institut für Genetik) eine weitere PKD-Phosphorylierungsstelle an
Serin 402 in humanem SSH1 identifizieren, die in humanem SSH2 und in allen
Spezies (Säugern, Drosophila, Xenopus etc.) konserviert ist. Wir konnten zeigen, daß
die Phosphorylierung an dieser Stelle die Bindung des Substrates p-Cofilin an SSH
und damit direkt die SSH-Phosphataseaktivität in vitro und in vivo inhibiert. Mit
unseren Arbeiten konnten wir PKD damit als zentralen Regulator des SSH-Cofilin-
Netzwerkes identifizieren. Ob die von uns aufgezeigten PKD-kontrollierten Signal-
wege auch für die Invasion von Zellen und damit für den Abbau der extrazellulären
Matrix relevant sind, wird in den aktuellen Arbeiten untersucht. Erste Ergebnisse zei-
gen, daß der Verlust von PKD2 oder PKD3 in MDA-MB-231-Zellen die Invasivität
signifikant reduziert (s. Abb. 2) und verdeutlichen somit die essentielle Funktion von
PKD für Migration und Invasion.
Zusammen mit Dr. C. Pacholski und S. Quint arbeiten wir momentan die
optimalen Bedingungen für den Abbau der extrazellulären Matrix (Gelatine) durch
lösliche Proteasen (z.B MMP2 und MMP7) aus.
Entstandene Kontakte/Internationale Netzwerke
Durch den in der Zeitschrift Biospektrum veröffentlichten Artikel wurde Dr.
Thomas Reinheckei (Universität Freiburg) auf den Biosensor aufmerksam. Seine
Arbeitsgruppe versucht mit Hilfe von transgenen und knock-out Mausmodellen, die