Identification and characterisation of Stx5 a novel interactor of VLDL-R affecting its intracellular trafficking and processing

Abstract

We identified syntaxin 5 (Stx5), a protein involved in intracellular vesicle trafficking, as a novel interaction partner of the very low density lipoprotein (VLDL)-receptor (VLDL-R), a member of the LDL-receptor family. In addition, we investigated the effect of Stx5 on VLDL-R maturation, trafficking and processing. Here, we demonstrated mutual association of both proteins using several in vitro approaches. Furthermore, we detected a special maturation phenotype of VLDL-R resulting from Stx5 overexpression. We found that Stx5 prevented Golgi-maturation of VLDL-R, but did not cause accumulation of the immature protein in ER to Golgi compartments, the main expression sites of Stx5. Rather more, abundantly present Stx5 was capable of translocating ER-/N-glycosylated VLDL-R to the plasma membrane, and thus was insensitive to BFA treatment and incubation at low temperature. Based on our findings, we postulate that Stx5 can directly bind to the C-terminal domain of VLDL-R, thereby influencing the receptor- glycosylation, trafficking and processing characteristics. Resulting from that, we further suggest that Stx5, which is highly expressed in neurons along with VLDL-R, might play a role in modulating the receptor- physiology by participating in a novel/undetermined alternative pathway bypassing the Golgi apparatus.

Wir identifizierten Syntaxin 5 (Stx5), ein Protein, welches in intrazellulären Vesikeltransport verwickelt ist, als neuen Interaktionspartner des very low density Lipoprotein (VLDL)-Rezeptors (VLDL-R), ein Mitglied der LDL-Rezeptor-Familie. Darüber hinaus untersuchten wir den Einfluss von Stx5 auf die Reifung, den Transport und die Prozessierung des VLDL-Rezeptors. Die positive Validierung der Interaktion erfolgte mittels diverser in vitro Experimente. Bezüglich der Reifung von VLDL-R entdeckten wir einen besonderen Phänotyp nach Stx5 Überexpression. Stx5 Expression verhinderte die erweiterte Golgi-Reifung des VLDL-R, führte aber nicht zur Akkumulation von unreifem Protein in frühen sekretorischen Kompartimenten. Vielmehr resultierte die Überexpression von Stx5 in einer Translokation von ER-/N-glykosyliertem VLDL-R zur Zelloberfläche, unabhängig von der Blockierung des Transportes mittels BFA Behandlung oder Inkubation der Zellen bei niedriger Temperatur. Basierend auf unseren Ergebnissen postulieren wir, dass Stx5 direkt an die C-terminale Domäne von VLDL-R binden kann und hierdurch Glykosylierung, Transport und Prozessierungseigenschaften des Rezeptors beeinflusst. Wir schlussfolgern, dass neuronal exprimiertes Stx5, durch seine Teilnahme an einem undefinierten alternativen Golgi-bypass, eine entscheidende Rolle in der Modulation der physiologischen Eigenschaften des VLDL-R spielen könnte.