Autoren:	Schmidt, Marc
Titel:	Untersuchungen zur Expression und Funktion intrazellulärer Globine
Online-Publikationsdatum:	8-Apr-2005
Erscheinungsdatum:	2005
Sprache des Dokuments:	Deutsch
Zusammenfassung/Abstract:	Im Rahmen meiner Dissertation untersuchte ich die intrazelluläre Lokalisation des Hämoglobin von Drosophila melanogaster, sowie von Neuroglobin und Cytoglobin der Vertebraten. Obwohl alle drei Globine erst kürzlich entdeckt wurden, liegen bereits Daten über ihre Struktur, ihre biochemischen Eigenschaften und die Lokalisation der mRNA vor. Ihre Funktionen konnten bisher jedoch nicht eindeutig geklärt werden. Das Globin von Drosophila melanogaster konnte mittels Westernblot sowohl in Larven als auch adulten Fliegen nachgewiesen werden. Ebenso war es mir möglich, mittels Immunperoxidaseuntersuchungen die Tracheen, die Terminalzellen der Tracheolen sowie die Fettkörperzellen als Ort der Globinexpression in Drosophila zu identifizieren. Diese Daten deuten darauf hin, dass dieses Globin eine Funktion als Sauerstoffpuffer, der sowohl Sauerstoff speichert als auch transportiert, hin. Damit würde das Drosophila Globin eine zu anderen Insektenglobinen vergleichbare Funktion übernehmen. Zum ersten Mal konnte gezeigt werden, dass Neuroglobin auch in der neuronalen Netzhaut von Säugern und Fischen vorkommt. Des Weiteren konnte Neuroglobin in der Retina zellulär sowie subzellulär lokalisiert werden. In der avaskulären Mäuseretina wurde Neuroglobin neben den Innensegmenten der Photorezeptorzellen, auch noch in den beiden plexiformen Schichten sowie in der Ganglienzellschicht gefunden. Die gezeigte Kolokalisation dieses intrazellulären Globins mit Mitochondrien und somit auch mit den Orten des höchsten Sauerstoffbedarfs in der Retina deutet auf eine Funktion im Sauerstofftransport zu den Mitochondrien hin. Des Weiteren könnte Neuroglobin auch als Sauerstoffspeicher dienen, der es Neuronen ermöglicht, kurzfristige hypoxische Bedingungen unbeschadet zu überstehen. Andere mögliche Funktionen wie z.B. die als Detoxifizierer von reaktiven Sauerstoff- bzw. Sickstoffverbindungen, als Sauerstoffsensor, sowie als terminale Oxidase erscheinen durch die gezeigten Daten eher unwahrscheinlich. Die bisherige Annahme, dass Cytoglobin ein ubiquitär exprimiertes Protein ist, konnte von mir nicht bestätigt werden. Für nichtneuronale Gewebe konnte gezeigt werden, dass Cytoglobin lediglich auf das Cytoplasma von Fibroblasten und ontogenetisch verwandte Zelltypen wie Osteoblasten, Chondroblasten und Sternzellen beschränkt ist. Möglicherweise hat Cytoglobin dort eine Funktion in der Kollagensynthese. Ferner wird Cygb cytoplasmatisch und nukleär in einigen Neuronen der Retina und des Gehirns exprimiert. Dort könnte Cygb z.B. nukleäre Enzyme wie die NO-Synthase mit Sauerstoff versorgen. Andere Funktionen scheinen aufgrund meiner Daten im Moment unwahrscheinlich. The aim of my PhD-thesis was to investigate the intracellular localization of the Drosophila melanogaster hemoglobin and neuroglobin and cytoglobin of vertebrates. These globins have been found only recently but data on structure, biochemical properties and localisation of the corresponding mRNA already exist. Nevertheless the function of these proteins remains unclear. In this work the Drosophila melanogaster globin was shown to be present in larvae and adult flies by western blot analysis. In addition immunfluorescence experiments showed the expression of the globin in trachea, the terminals of the tracheols as well as in the fatbody of Drosophila. These data suggest that this globin functions as an oxygen buffer, that stores and transports oxygen. Thus the function of this globin seems to be analogous to that of other known insect globins. I could show for the first time that Neuroglobin is expressed in the neuronal retina of fish and mammals. Additionaly the cellular and subcellular localisation of Neuroglobin in the murine retina has been studied. In this avascular retina neuroglobin is found in the inner segments of the photoreceptor cells, in both plexiform layers and the ganglion cell layer. Here neuroglobin is co-localised with mitochondria and a high oxygen consumption rate which suggests a function of neuroglobin in the oxygen transport to the mitochondria. Another possible function is that neuroglobin stores oxygen to help neurons to survive short periods of hypoxia. Other functions like the detoxification of reactive oxygen or nitrogen species, or a function as oxygen-sensor or terminal oxidase seem to be unlikely. Concerning cytoglobin my results could not confirm its proposed ubiquitous expression. I could show that in non-neuronal tissues cytoglobin can only be found in fibroblasts and ontogenetically related cell types like osteoblasts, chondroblasts und stellate cells where it might play a role in the collagen synthesis. Cytoglobin is also expressed in the cytoplasm and nucleus of some neurons of the retina and brain. There it could deliver oxygen to nuclear enzymes like the NO-synthase. Up to now, other functions of cytoglobin seem unlikely.
DDC-Sachgruppe:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Veröffentlichende Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Organisationseinheit:	FB 10 Biologie
Veröffentlichungsort:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-3780
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-7235
Version:	Original work
Publikationstyp:	Dissertation
Nutzungsrechte:	Urheberrechtsschutz
Informationen zu den Nutzungsrechten:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Enthalten in den Sammlungen:	JGU-Publikationen