Interaktion von ARNO/Cytohesin2 mit Adenosin-2A Rezeptoren

G Protein gekoppelte Rezeptoren zeichnen sich durch ihren (eponymischen) Signalübertragungsmechanismus aus, d.h. durch ihre Fähigkeit G Proteinen zu binden und diese zu aktivieren. Zusätzlich binden an diese Rezeptoren noch eine Reihe anderer Proteine (z. B. Rezeptorkinasen, Strukturproteine, Adapterproteine) und spielen dadurch ebenfalls wichtige Rolle in der Signalübertragung dieser Rezeptoren. Wir haben den (intrazellulären) Carboxyterminus des A2A-Adenosinrezeptors benützt, um weitere, noch unbekannte Interaktionspartner zu identifizieren. A2A-Adenosinrezeptoren sind bei Krankheiten wie Morbus Parkinson, Morbus Alzheimer und Psychosen von therapeutischer Relevanz. Außerdem neigen Mäuse, denen diese Rezeptoren auf gentechnischem Weg entfernt wurden, zu Bluthochdruck, erhöhter Blutplättchenverklumpung und erhöhter Aggressivität; andererseits sind diese Mäuse gegen Hirndurchblutungsstörungen weniger empfindlich. A 2A-Adenosinrezeptoren bieten daher einen äußerst interessanten Ansatzpunkt für die Entwicklung von neuen Medikamenten. Bei unserer Suche nach weiteren Interaktionspartnern entdeckten wir eine Reihe interessanter Proteine. Eines dieser Proteine wurde als ARNO/cytohesin-2 identifiziert. ARNO/cytohesin-2 wurde erst kürzlich als Austauschfaktor für die G Proteine der ADP-Ribosylierungs Familie entdeckt. In unserer Arbeitshypothese postulieren wir, dass (i) ARNO/cytohesin-2 direkt an den A2A-Adenosinrezeptor bindet, (ii) diese Interaktion die Signalübertragung und/oder Desensibilisierung des Rezeptors beeinflusst und (iii) der Rezeptor die Funktion von ARNO/cytohesin-2 reguliert. Das Ziel unserer Studie ist diese Annahmen zu bestätigen. Im Speziellen wollen wir einerseits, für diese Interaktion notwendigen, strukturellen Vorraussetzungen der Proteine untersuchen. Andererseits wollen wir die pharmakologischen Eigenschaften dieses Prozesses charakterisieren. Das Projekt soll damit grundsätzlich zum besseren Verständnis der pharmakologischen Beeinflussung des Signalweges von G Protein gekoppelten Rezeptoren beitragen.

Adenosinrezeptoren spielen eine wichtige Rolle in einer Vielzahl von physiologischen und auch pathologischen Vorgängen im Säugetierorganismus. Sie bieten daher einen interessanten Ansatzpunkt für zukünftige Arzneimittel. Zurzeit wird in der klinischen Routine nur Adenosin selbst eingesetzt, um bei Herzrhythmusstörungen die Reizleitung rasch zu unterbrechen. Aber Adenosinrezeptoren des A2A-Subtyps sind bei Krankheiten wie Morbus Parkinson, Morbus Alzheimer und Psychosen von therapeutischer Relevanz. Hemmstoffe des A2A- Adenosinrezeptors werden bereits auf ihre klinische Wirksamkeit getestet. Außerdem neigen Mäuse, denen diese Rezeptoren auf gentechnischem Weg entfernt wurden, zu Bluthochdruck, erhöhter Blutplättchenverklumpung und erhöhter Aggressivität; andererseits sind diese Mäuse gegen Hirndurchblutungsstörungen weniger empfindlich. Die Aufklärung der Signalwege des A2A-Adenosinrezeptors bietet daher einen äußerst interessanten Ansatzpunkt für die Entwicklung von neuen Medikamenten. Die G Protein gekoppelten Rezeptoren, zu denen der A 2A- Adenosinrezeptor zählt, zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, G Proteine zu binden und diese zu aktivieren. Zusätzlich binden an diese Rezeptoren noch eine Reihe anderer Proteine (z.B. Rezeptorkinasen, Strukturproteine, Adapterproteine) und spielen dadurch ebenfalls wichtige Rolle in der Signalübertragung dieser Rezeptoren. Bei unserer Suche nach neuen Interaktionspartnern des A2A-Adenosinrezeptors entdeckten wir eine Reihe interessanter Proteine. Eines dieser Proteine wurde als ARNO/cytohesin-2 identifiziert. ARNO/cytohesin-2 wurde erst kürzlich als Austauschfaktor für die G Proteine der ADP-Ribosylierungs Familie entdeckt. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes ist es uns gelungen, die direkte Interaktion der beiden Proteine mit Hilfe verschiedenster Methoden zu beweisen und auf einen bestimmten Bereich der Proteinstruktur einzuschränken. Die wichtigste Erkenntnis aus dem Projekt jedoch ist, dass ARNO/cytohesin-2 einen wesentlichsten Bestandteil des alternativen Signalweges des A2A-Adenosinrezeptors darstellt. Dieser Signalweg führt zur Aktivierung der "Mitogen- aktivierten Proteinkinase" und steuert unter anderem die Proliferation von Zellen. Das Projekt hat damit einerseits zum besseren Verständnis der pharmakologischen Beeinflussbarkeit des A2A-Adenosinrezeptors beitragen. Anderseits wurden durch die Forschungsergebnisse auch neue Einblicke in das grundsätzliche Zusammenspiel von G Protein gekoppelten Rezeptoren und die Zellproliferation betreffenden Signalkaskaden gewonnen.