A2A-Rezeptor-vermittelte Stimulation der MAP-Kinase

G Proteine spielen als molekulare Schalter eine zentrale Rolle; mehr als 1000 verschiedene menschliche Rezeptoren, die an der Zelloberfläche sitzen, brauchen G Proteine für die in der Signalübertragung (außen ist ein Hormon oder Neurotransmitter - in der Zelle muss eine biologische Antwort erzeugt werden und die dazu notwendige Information verarbeitet werden). Ein typischer Vertreter solcher G Protein-gekoppelter Rezeptoren ist der A2A-Adenosinrezeptor. Adenosin ist ein lokales Gewebshormon, das die Funktion fast aller Körperzellen (über verschiedene Rezeptoren) regulieren kann. Adenosin wird bei Sauerstoffmangel in großem Umfang freigesetzt und gilt als einer der Signalmoleküle, die die Neubildung von Gefäßen durch Aussprossen der Endothelzellen stimulieren. Die mitogene (= wachstumssteigernde) Wirkung von Adenosin auf Endothelzellen ist in vorherigen Projekten dokumentiert worden. Von diesem Befund ging das vorliegende Projekt, dessen Ziel darin lag, die Signalwege zu identifizieren, die zur mitogenen Antwort führen. In den Experimenten wurde gezeigt, dass 2 Signalwege beteiligt sein können, nämlich die Stimulierung der p70S6- Kinase und der mitogen-aktivierten Proteinkinase; die Ergebnisse zeigten auch, dass der A 2A-Adenosinrezeptor in Abhängigkeit vom Zelltyp, in dem er exprimiert wird, die MAP-Kinase über 2 unterschiedliche Signalwege regulieren kann, nämlich über einen cAMP- und rap1-abhängigen und einen ras-abhängigen, der von Gs- und cAMP unabhängig ist. Die Befunde legen auch nahe, dass dieser zweite Weg überhaupt nicht eines G Proteins bedarf. In letzter Zeit sind zahlreiche weitere akzessorische Proteine identifiziert worden, die direkt an G Protein- gekoppelte Rezeptoren binden. Unter anderem konnten wir in Zusammenarbeit mit Herrn Betz (Max-Planck Institut Frankfurt) zeigen, dass auch das Ca2+-bindende Protein Calmodulin direkt an der Signaltransduktion G Protein-gekoppelter Rezep-toren beteiligt ist: Beim metabotropen Glutamatrezeptor-7 funktioniert die Interaktion zwischen Rezeptor und Calmodulin als Koinzidenzdetektor: Calmodulin unterstützt oder ermöglicht die Signaltransduktion. Beim D2 -Rezeptors wirkt Calmodulin hingegen als Inhibitor der Signalübertragung. Die Rekrutierung multipler Signalwege wird auch bei anderen Vertre-tern der P-Rezeptorfamilie (P 1 = Adenosinrezeptoren; P2 = Nukleotidrezeptoren) beobachtet. Mit diesen Arbeiten wurde daher das Ziel des vorliegenden Projektes erreicht und neue - zum Teil- überraschende Erkenntnisse über die Mechanismen der Signaltransduktion gewonnen. Die resultierenden Publikationen haben auch bereits eine gewisse Resonanz gefunden (s. Science Citation Index). Die Kollaboration mit Herrn Betz wird im Rahmen eines EU-Projektes fortgesetzt. Aus methodischer Sicht lag der innovativste Aspekt der Arbeit in der Etablierung der FRET-Mikroskopie, mit deren Hilfe eine Messung von Protein-Protein-Interaktionen in lebenden Zellen möglich ist. Diese Ausweitung des methodischen Repertoires verschafft uns einen kompetitiven Vorteil. Damit sollte es auch möglich sein, das traditionell hohe Niveau der pharmakologischen Grundlagenforschung in Österreich zu halten.