Publikation: Mutagenese und funktionelle Charakterisierung des humanen CCR3-Rezeptors
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Zusammenfassung
Asthma is a chronic-inflammatory disease of the airways and about 15% of the population in the industrialized countries suffer from it. The characteristic inflammation of the lung is, amongst others, caused by eosinophilic granulozytes which get activated via chemotactic receptor 3 (CCR3). In order to stop activation of eosinophils and the following inflammation and destruction of the lung tissue, research aims to develop specific receptor antagonists. This turns CCR3 into an interesting and promising therapeutic target. To better understand the interaction of receptor and ligands a receptor model was established which should be verified experimentally. Eight specific amino acids (AA) which are located in the transmembranal region (TMR) of CCR3 were mutated and CHO-cells were transfected with them. The influence of the mutations on ligand-receptor interaction were investigated using an receptor internalisation assay. The data obtained clearly demonstrate that some AA (Y113, H114, Y291) have strong influence on the interaction of ligands with CCR3. For other AA (R95, Y41) it could be shown that they either decrease or even increase interaction of different ligands. Both could be demonstrated for natural ligands as well as agonistic and antagonistic small molecules. This was very surprising as up to now it is believed that natural ligands only interact with the N-terminal region of the receptor, but not with the TMR.
Based on the data obtained some of the investigated AA are clearly involved in ligand-receptor interaction and/or signal transduction. Comparisons to similar GPCR studies also suggest an impairment of binding of the ligands and therefore overlapping interaction sides of natural ligands and small molecules.
Zusammenfassung in einer weiteren Sprache
Bei Asthma handelt es sich um eine chronisch-entzündliche Erkrankung der Atemwege, an der bis zu 15% der Bevölkerung in den industrialisierten Ländern leiden. Die charakteristische Entzündungsreaktion wird mitunter durch eosinophile Granulozyten vermittelt, die über den CCR3 Rezeptor aktiviert werden. Der CCR3 stellt daher eine viel versprechende therapeutische Zielstruktur dar, um diese Entzündungsreaktion und die damit einhergehende Zerstörung des Lungengewebes mit geeigneten Rezeptorantagonisten zu unterbinden. Um die Rezeptor-Ligand-Wechselwirkung besser verstehen zu können, wurde ein Rezeptormodell erstellt, das es im Rahmen dieser Arbeit zu überprüfen galt. Dazu wurden 8 ausgewählte Aminosäuren der Transmembrandomäne (TMD) des humanen CCR3 mutiert, Zellen mit den CCR3-Mutanten transfiziert und deren Einfluss auf die Ligandeninteraktion experimentell mittels eines Rezeptorinternalisierungsassays überprüft. Die in dieser Arbeit generierten Daten belegen eindeutig, dass einige der Aminosäuren (Y113, H114 und Y291) starken Einfluss auf die Wechselwirkung der Liganden mit dem Rezeptor haben. Demgegenüber konnte für andere Aminosäuren (R95A, Y41A) gezeigt werden, dass diese die Wirkung verschiedener Liganden erhöhen oder beeinträchtigen. Erstaunlich dabei ist, dass sowohl natürliche Liganden als auch untersuchte chemische Moleküle für einige Mutationen gleichermaßen in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden. Dies erweitert die bisherige Vorstellung, dass natürliche Liganden nur über den N-Terminus sowie über die extrazellulären Loops mit dem Rezeptor, nicht aber mit Bereichen der TMD interagieren. Die entsprechenden Aminosäuren sind nach den hier erhaltenen Daten an der Interaktion von Ligand und Rezeptor und/oder der nachgeschalteten Signaltransduktion beteiligt. Der Vergleich zu anderen GPCR Studien legt eine Beeinträchtigung der Bindung und damit überlappender Interaktionsstellen für natürliche Liganden und chemische Moleküle sehr nahe.
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ISO 690
BRASSEIT, Jennifer, 2008. Mutagenese und funktionelle Charakterisierung des humanen CCR3-Rezeptors [Master thesis]BibTex
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