Funktionelle Charakterisierung der Metalloendopeptidasen Meprin alpha und Meprin beta unter besonderer Berücksichtigung pathologischer Umstände in der menschlichen Dermis
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei neuentdeckte Astacin-ähnliche-Proteasen LAST undrnLAST_MAM aus dem Pfeilschwanzkrebs Limulus polyphemus funktionell charakterisiert.rnInsbesondere LAST_MAM, eignet sich zur phylogenetischen Untersuchung, hinsichtlich derrnEvolution von Astacin-ähnlichen-Proteasen mit MAM-Domäne, zu denen auch die Meprinernzählen. Es wurde deutlich, dass LAST_MAM nicht unmittelbar mit anderen Astacinen, diernüber eine MAM-Domäne verfügen, verwandt ist, und dass von einer divergenten Entwicklungrndieser Proteasen und der MAM-Domäne selbst ausgegangen werden muss.rnMeprin Metalloendopeptidasen werden in membrangebundener und sezernierter Form,rnvorwiegend in Epithelien aber auch in intestinalen Leukozyten und bestimmten Krebszellenrnexprimiert. Meprin und Meprin , zwei homologe Varianten der Protease, kommen in derrnmenschlichen Epidermis in
unterschiedlichen Zellschichten vor. Beide Proteasenrnunterscheiden sich in ihrer Spezifität, wobei Zytokine, Wachstumsfaktoren und Komponentenrnder extrazellularen Matrix, insbesondere der Basallamina wie Kollagen IV, Laminin undrnNidogen, zu den Substraten zählen. Im Rahmen dieser Arbeit konnte erstmals die N- und C-terminale Prozessierung von Prokollagen III durch Meprine gezeigt werden. Die Abspaltungrnder N- und C-terminalen Propeptide ist ein essentieller Schritt bei der Kollagenassemblierungrnund wurde bisher ausschließlich Vertretern der Adamalysine und Tolloide, insbesonderernBMP1, zugeschrieben. In ihrer Aktivität als Prokollagen III C-Proteinasen spalteten Meprinerndas Propeptid an der identischen Sequenz, wie BMP1. Hierbei zeigten Meprine einernwesentlich höhere katalytische Aktivität als BMP1 und wurden überraschenderweise inrnAnwesenheit des endogenen BMP1-Aktivators PCPE (Prokollagen C-Proteinase enhancer)rngehemmt. Eine erstmals demonstrierte ehöhte Meprin -Expressionsrate, sowie
diernDetektion einer Meprin -Expression in der Dermis unter fibrotischen Bedingungen, legenrnzusammen mit der Entdeckung von Prokollagen III, als Substrat eine gewichtige Rolle fürrnMeprine bei der Umstrukturierung der extrazellularen Matrix nahe. Desweiteren wurden dasrnregulatorische Protein Stratifin und die Metalloprotease MMP1 als Meprin-Substrate in vitrornverifiziert. Die Spaltung von Stratifin, IGFBP3 und FGF19 duch Meprine wurde in Bezug aufrndie MMP1-Expression und –Aktivität sowie die MMP9-Aktivität, als wichtiger kataboler Faktorrnin dermalen Fibroblasten untersucht. Hervorzuheben ist, dass eine Prozessierung vonrnIGFBP3 durch Meprin Spaltfragmente generiert, die nach Applikation auf Fibroblasten eine signifiante Steigerung der MMP1-Expression zur Folge hatte. Zu dem konnte einernsignifikante, von den getesteten Subtraten unabhängige Meprin-vermittelte Steigerung derrnMMP1-und MMP9-Aktivitätsrate detektiert werden.rn