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Charakterisierung und funktionelle Analyse der Interaktion zwischen Polo-like Kinase 1 und mitotischem Zentromer-assoziierten Kinesin

Polo 样激酶 1 与有丝分裂着丝粒相关驱动蛋白之间相互作用的表征和功能分析

基本信息

批准号：
188052775
负责人：
Professorin Dr. Juping Yuan
金额：
--
依托单位：
Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/188052775?language=en
关键词：
Charakterisierung und funktionelle Analyse der

项目摘要

Eine der grundlegendsten Veränderung von Krebszellen gegenüber Normalzellen besteht im Verlust der Zellzykluskontrolle. Die beiden mitotischen Kinasen Cyclin-abhängige Kinase 1 (Cdk1) und Polo-like Kinase 1 (Plk1) sind Schlüsselregulatoren, die den korrekten Verlauf der Mitose gewährleisten. Während Cdk1 essentiell für den Eintritt in die Mitose ist, wird Plk1 in vielen Phasen der Mitose benötigt. Die Deregulation von Cdk1 sowie Plk1 ist mit der Tumorgenese assoziiert und mitverantwortlich für die aggressive Proliferation von Tumorzellen. Die Mechanismen durch die die mitotischen Kinasen den Zellen ermöglichen, diese Kontrollpunkte zu überschreiten, und somit zur genetischen Instabilität sowie zur Förderung neoplastischer Transformation führen, sind noch nicht völlig aufgeklärt. Das mitotische Zentromer-assoziierte Kinesin MCAK, das zur Sicherstellung genetischer Integrität beiträgt, ist entscheidend an der Regulation der Mikrotubuli-Dynamik und der Korrektur falsch geschlossener Kinetochor-Mikrotubuli-Verbindungen beteiligt. Neueste Studien haben gezeigt, dass die Lokalisation und Aktivität von MCAK an den Zentromeren/Kinetochoren von der Aurora Kinase B kontrolliert wird. MCAK findet sich auch reichlich im Zytosol und an den Zentrosomen, wobei die regulatorischen Mechanismen hierfür unklar sind. Hinzu kommt noch, dass MCAK während der Mitose abgebaut wird. Da sowohl Überexpression als auch Hemmung von MCAK die Mikrotubuli-Dynamik auf fatale Weise stören, kommt der Klärung dieser Abbaumechanismen eine entscheidende Bedeutung zu. Wir haben herausgefunden, dass Cdk1 T537 in der Motordomäne von MCAK phosphoryliert, wodurch die Mikrotubuli eine erhöhte Stabilität aufweisen. Diese Phosphorylierung durch Cdk1 löst MCAK in der frühen Mitose von den Zentrosomen ab und sorgt für eine korrekte Spindelbildung. Die Expression des MCAK T537E, die phosphorylierung-mimetische Form, verringert den interzentromeren Abstand und arretiert die Zellen in der Mitose. Weitere Analysen belegen, dass eine Beeinträchtigung dieser Regulation zu anomaler Spindelform und schwerwiegenden Fehlern bei der Ausrichtung der Chromosomen führt. Folglich wirkt Cdk1, vor allem während der Mitose, als wichtiger Regulator von MCAK. Wir haben beobachtet, dass die Suppression von Plk1 eine Erhöhung der MCAK Proteinexpression verursacht. Zudem interagiert Plk1 mit Flag-gekoppeltem MCAK während der Mitose. Darüber hinaus phosphoryliert Plk1 den C-Terminus von MCAK. Diese Erkenntnisse ziehen weitere Fragen nach sich, zeigen neue Herausforderungen auf, denen wir uns im Rahmen dieses Antrags stellen wollen: 1. Charakterisierung der Interaktion zwischen Plk1 und MCAK sowie Identifikation der Phosphorylierungsstelle(n) in MCAK durch Plk1. 2. Analyse der funktionellen Bedeutung der Phosphorylierung von MCAK durch Plk1, in Verbindung mit der Regulation von MCAK durch mehrere mitotische Kinasen. 3. Zur Überprüfung, ob die Interaktion zwischen Plk1 und MCAK hemmbar ist. Plk1 und MCAK sind wichtig für den genauen Ablauf der Chromosomentrennung und zur Aufrechterhaltung der chromosomalen Stabilität. Diese Arbeit wird wesentlich dazu beitragen, das Gesamtbild zu vervollständigen, wie MCAK zeitlich und räumlich durch Plk1 und andere mitotische Kinasen kontrolliert. Angesichts der entscheidenden Rolle von Plk1 in der tumorgenese glauben wir, dass diese Arbeit die molekularen Mechanismen, wie die Deregulation von Plk1 zur genetischen Instabilität führt und die Transformation von Zellen fördert, aufklären wird. Ferne, mehrere spezifische Plk1 Inhibitoren, die eine neue Strategie der molekularen Intervention repräsentieren, werden bereits in klinischen Studien getestet. Die vorliegende Untersuchung wird zu neuem Kenntnis der Krebshemmenden Mechanismen der Plk1 Inhibitoren führen und überdies Voraussagen über die Konsequenzen der Plk1 Inhibition während der Chemotherapie erlauben.

一个基本的对Krebszellen的Veränderung gegenüber Normalzellen besteht im Verlust der Zellzykluscontrolle。细胞周期蛋白激酶1（Cdk 1）和Polo样激酶1（Plk 1）是有丝分裂的重要调节因子。Während Cdk 1 essentiell für den Eintritt in die Mitose ist，wird Plk 1 in vielen Phasen der Mitose benötigt. Cdk 1的失调控使Plk 1与肿瘤的发生有关，并对肿瘤的侵袭性增殖有重要意义。Die Mechanismen durch die die mitotischen Kinasen den Zellen ermöglichen，diese Kontrollpunkte zu überschreiten，und somit zur genetischen Instabilität sowie zur Förderung neoplastischer Transformation führen，sind noch noch völlig aufgeklärt. MCAK的线粒体Zentromer-assoziierte，das ur Sicherstellung genetischer Integrität beiträgt，is entscheidend an der Regulation of Mikrotubuli-Dynamik und der Korrektur falsch geschlossener Kinetochor-Mikrotubuli-Verbindungen beteiligt.最后，MCAK的局部化和激活以及极光激酶B的正向/动向调节将被证实。MCAK也发现了Zytosol和Zentrosomen中的reichlich，这是一种不明确的调节机制。现在我们再来一次，MCAK会把米托塞拉过来。在MCAK的微管动力学中，也有类似的表达，但这些表达都是由Klärung的Abbaumechanismen提供的。我们已经发现，Cdk 1 T537在MCAK磷酸化的发动机中，将使微管的稳定性提高。这种磷酸化通过Cdk 1 löst MCAK在前线粒体中从Zentrosomen ab和sorgt für korrekte Spindelbildung。MCAK T537 E的表达，磷酰化的模拟形式，用于中间体的抑制和在线粒体中的抑制。Weitere Analysen belegen，dass eine Beeinträchtigung dieser Regulation zuer Spindelform und schwerwiegenden Fehlern bei der Ausrichtung der Chromosomen führt. Folglich支持Cdk 1，它也是MCAK的重要调节器。我们已经观察到，Plk 1的抑制是MCAK蛋白表达的一个障碍。与MCAK标志的交互Plk 1连接到Mitose。在MCAK的C-末端有一个磷酸化的Plk 1。这一次，我们的任务是在这一点上继续前进，我们的新目标是： 1. Plk 1和MCAK相互作用的特征通过Plk 1识别MCAK中的磷酰化（n）。2.分析Plk 1对MCAK磷酸化的影响，并结合多种有丝分裂激酶对MCAK的调节作用。3.因此，必须确保Plk 1和MCAK之间的相互作用。Plk 1和MCAK是染色体稳定性的主要抑制剂。这一工作将使整个图像变得更好，就像MCAK的时间和速度一样，通过Plk 1和其他mitotische Kinasen控制。我们认为Plk 1在肿瘤发生中的作用是通过分子机制来实现的，如Plk 1的调节失调导致遗传不稳定性和Zellen的转化。然而，由于Plk 1抑制剂的特殊性，一种新的分子干预药物代表了韦尔登在临床上的应用。Plk 1抑制剂的作用机制是一种新的机制，而Plk 1抑制剂的作用机制与化疗药物的作用机制密切相关。