Charakterisierung des neuen Akt-interagierenden Proteins AIP

Abstract

Die gestörte Insulin-Signaltransduktion bei Diabetes mellitus Typ 2, einer der häufigsten und schwerwiegendsten Krankheiten in der westlichen Welt, ist bis heute nur in den Grundzügen verstanden. Ein genaueres Verständnis dieser Mechanismen könnte zu einem kausalen Therapie-Ansatz führen. AIP wurde im Hefe-2-Hybrid-System als Interaktionspartner von Akt, einer entscheidenden Kinase im Insulin-Signalweg, gefunden. In der Datenbankanalyse ergab sich ein Offenes Leseraster von 5364 Basenpaaren, das Protein ist entsprechend 1788 Aminosäuren lang (206 kDa). Das Protein wird ubiquitär exprimiert. Bei der Analyse mit Scansite ergaben sich Homologien zu verschiedenen Protein-Domänen, deren Bedeutung durch Ergebnisse anderer Arbeitsgruppen unterstützt wurde. Die Homologie zur SNARE-Domäne machte eine Rolle von AIP beim Vesikeltransport wahrscheinlich, die in der Literatur auch beschrieben wurde. Die Bindung an Mikrotubuli wurde ebenfalls experimentell nachgewiesen, die Homologie zur HOOK-Domäne somit verifiziert. Der zentrale coiled-coil-Bereich wurde in allen Arbeiten beschrieben. Von den drei putativen Akt-Phosphorylierungs-Stellen wurden zwei experimentell bestätigt. Nach Klonierung eines vollständigen Konstrukts und eines Konstrukts mit VSV-Sequenz wurde die Interaktion von AIP und Akt in verschiedenen methodischen Ansätzen nachgewiesen. Die funktionelle Charakterisierung des neuen Proteins AIP ergab einen positiven Einfluss von AIP auf die Signaltransduktion von Akt zur Glykogensynthase. AIP steigert die Akt-Phosphorylierung und -Kinase-Aktivität, die GSK3-Phosphorylierung wird verstärkt und es kommt zu einer gesteigerten Glykogensynthese. AIP hat demnach einen stark positiven Einfluss auf die Insulin-Signaltransduktion und könnte ein weiterer Schritt zu einem genaueren Verständnis dieses Signalwegs und einem kausalen Therapie-Ansatz für Diabetes mellitus Typ 2 sein.

Knowledge of the disorder in Insulin signalling in patients with Diabetes mellitus Type 2, one of the most prevalent and most severe diseases in the western world, is still fragmentary. A better understanding of these mechanisms, however, could lead to a causal therapy. AIP was discovered in the Yeast-Two-Hybrid-System as a putative interaction partner of Akt, one of the crucial kinases in Insulin-signalling. Data bank analysis showed an open reading frame of 5364 base pairs, the length of the protein is 1788 amino acids (206 kDa). The expression is ubiquitous. Homologies to several protein domains have been described, hinting at a function of AIP in microtubule- and actin-associated processes, as well as vesicle trafficking. Other articles describing AIP as a new protein dealt with functional aspects like induction of apoptosis by enhancing of DNA-synthesis, microtubule- and actin-associated processes and an influence on cell migration. After cloning a full-length-construct and a construct with a VSV-tag the interaction of AIP with Akt was verified by different methods. The functional characterization of the new protein AIP showed a positive influence on the signal transduction from Akt to glycogen synthesis. AIP enhances the phosphorylation and the kinase activity of Akt as well as GSK3-phosphorylation and glycogen synthesis. The positive influence of AIP on Insulin-signalling is very pronounced and could be a further step in understanding this pathway and thus lead to a causal therapy for Diabetes mellitus type 2.