Sortierung des insulinregulierten Glucosetransporters GLUT4 durch Adaptorproteine

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Die Regulation der insulinstimulierten Glucosetransportaktivität in Fett- und Muskelgewebe erfolgt über die reversible Umverteilung von GLUT4-Glucosetransportproteinen vom Zellinneren zur Plasmamembran durch gesteuerten Vesikeltransport (GLUT4-Translokation). Die proximalen Schnittstellen zwischen der insulinvermittelten Signaltransduktion und der Exocytose von GLUT4-Vesikeln sind bisher weitgehend unbekannt, ebenso wie der Mechanismus der intrazellulären Sortierung der Transporter (Targeting). Durch Two-Hybrid-Screens einer cDNA-Bank aus Adipocyten wurden in Vorarbeiten zwei Kandidatenproteine identifiziert, die in der Signaltransduktion bzw. am Targeting von GLUT4 beteiligt zu sein scheinen: (1) Heterotetramere Adaptorproteine (APs) binden über ihre µ-Adaptin Untereinheiten direkt an eine N-terminale Sequenz im GLUT4 und sind nach kinetischen Analysen von bindedefizienten GLUT4-Mutanten in vivo an der Generierung von GLUT4-Transportvesikeln beteiligt. (2) Ein Cytoskelett-assoziiertes Signalprotein interagiert mit der Proteinkinase AKT, einem Schlüsselenzym der Insulinsignaltransduktion, in vitro und in vivo und inhibiert bei Überexpression die insulinstimulierte GLUT4-Translokation in Adipocyten. Das Ziel des beantragten Projekts ist die Aufklärung der spezifischen Funktionen dieser Proteine im GLUT4-Recycling durch zellulären knock-out und Expression dominant-interferierender Mutanten in Adipocyten.