Neuroendokrines Sekretionsprotein NESP55

NESP55 (neuroendocrines Secretionsprotein 55,000) ist ein neues Chromogranin-ähnliches Protein, das in unserem Labor erstmals identifiziert und kloniert wurde. NESP55 ist genomisch geprägt, es wird nur vom mütterlichen Allel transkribiert. NESP55 ist die Vorstufe des Octapeptides GAIPIRRH, das wie von einer anderen Gruppe gezeigt wurde, in den adrenergen Hormonspeichervesikeln des Nebenierenmarks vorkommt. Im abgeschlossenen Forschungsprojekt klonierten wir die humane und Ratten cDNA von NESP55 und identifizierten Gewebe spezifische mRNA Splice Varianten in der Hypophyse, dem Nebennierenmark und im Gehirn. Die NESP55 cDNA war generell sehr gut zwischen den Säugetierarten konserviert. Alle cDNA Varianten hatten ein ungewöhnliches Charakteristikum gemeinsam: der offene Leserahmen, der für NESP55 kodiert, war in allen Spezies auf Exon 2-13 des G-Proteins Gs gespliced. Dies ist ein Ausdruck der enormen Komplexität dieses Genlocus auf dem menschlichen Chromosom 20. Auf Protein Ebene etablierten wir die Gewebeverteilung, subzelluläre Lokalisation, Biosynthese und Sekretion von NESP55 aus der Zelle. NESP55 war nur in endocrinen und neuronalen Geweben nachweisbar, wie dem Nebennierenmark, dem endokrinen Pancreas oder der Neurohypophyse. Im ZNS haben wir die anatomische Verteilung von NESP55 auf Protein und mRNA Ebene untersucht. Wir fanden NESP55 in phylogenetisch alten Hirnarealen wie dem Hypothalamus und dem Hirnstamm, nicht jedoch im Neocortex, dem Hippocampus oder Kleinhirn. Mittels Immunocytochemie färbten sich Zellkörper und Axone aber keine Nervenendigungen. NESP55 wird mit dem schnellen axonalen Transport aus dem Zellkörper gebracht wie mittels Nervcrunch Experimenten und confokaler Lasermikroskopie gezeigt werden konnte. NESP55 wird posttranslational signifikant modifiziert, einerseits durch Anlagerung von Keratansulfat Proteoglykan Seittenketten und andererseits durch proteolytisches Prozessing zum Octapeptid GAIPIRRH. In der Hypophyse und dem Gastrointestinaltrakt war NESP55 vollständig prozessiert, im Nebennnierenmark lag 30% von NESP55 als kleines Octapeptid vor, im Gehirn fanden wir unerwarteterweise kein Prozessing. Dies spricht gegen eine Funktion von NESP55 als Neuropeptid Vorstufe. In AtT-20 Zellen wird NESP55 - wie mit subzellulärer Fraktionierung gezeigt - zu einer Population von grossen Sekretionsvesikeln gesorted, die ihren Inhalt konstitutiv also laufend, abgeben. Weniger als 10% von NESP55 wurde zu den Hormonspeicher Granula gesorted. Innerhalb von 24 Stunden wurde die 4-fache Menge, des in der Zelle enhaltenen NESP55 ins Medium abgegeben. Dies beweißt eindeutig den sekretorischen Character dieses Proteins. Zusammenfassend, wird NESP55 nur zum Teil in die LDV und Hormonvesikel geroutet, der überwiegende Teil endet in konstitutiven Sekretionsvesikeln. NESP55 ähnelt damit Proteoglykanen der extrazellulären Matrix, wie zum Beispiel Reelin, die für die Aufrechterhaltung von neuronalen Verschaltungen wichtig sind und im Rahmen der axonal guidance eine wichtige Rolle spielen.