Funktionelle Regulation des Clathrin Adaptor Komplexes 2 (AP2)

Einleitung
Proteinanlagerung eine spezifische Hülle und werden daher als umhüllte Vesikel
(coated vesicles) bezeichnet. Zellen besitzen verschiedene Typen umhüllter Vesikel,
die für Transportrouten zwischen einzelnen Organellen des Endomembransystems
spezifisch sind. Dazu zählen COPI- und COPII-Vesikel, die den antero- und
retrograden Transport zwischen Endoplasmatischen Retikulum (ER) und Golgi-
Komplex vermitteln (Kirchhausen, 2000a; McMahon and Mills, 2004). Eine weitere
Gruppe sind die mit dem Protein Clathrin umhüllten Vesikel (clathrin coated vesicles
oder CCVs), deren Biogenese und Funktion am besten charakterisiert ist.
1.2. Clathrin umhüllte Vesikel
1975 gelang es Barbara Pearse mittels Dichtegradientenzentrifugation umhüllte
Vesikel aus Schweinehirn zu isolieren, deren Hüllprotein sie 1976 charakterisierte
und Clathrin nannte (Pearse, 1975, 1976).
1.2.1. Clathrin
Jedes Clathrinmolekül besteht aus 3 schweren Ketten mit einem Molekulargewicht
von 192kDa und drei leichten Ketten von ~30kDa (Ungewickell and Branton, 1981).
Die 6 Ketten bilden zusammen ein dreibeiniges Hexamer, das sogenannte Triskelion,
(Abb.1.3.A) in dessen Zentrum die schweren Ketten mit ihren C-terminalen Anteilen
zu liegen kommen. Dieser Bereich bildet die proximale Domäne, nach außen hin
folgen die distalen- und terminalen Anteile. Die leichten Ketten assoziieren mit den
schweren Ketten im Bereich der proximalen Domäne. Durch die Zusammenlagerung
von ~60 Clathrinmolekülen, die sich zu Pentagonen, Hexagonen und Heptagonen
um das Vesikel anordnen (Cheng et al., 2007), entsteht der für Clathrin-umhüllte
Vesikel typische Clathrinmantel mit einem Durchmesser von etwa 100nm. Clathrin
selbst bindet nicht an Membranen. Die Rekrutierung und Polymerisierung des
Clathringerüsts wird durch Adaptorproteine unterstützt, welche simultan an Clathrin,
Membranlipide und/oder Transportproteine binden (Abb.1.3.B). Unter schwach
sauren Bedingungen (pH ~ 6,0-6,5) und begünstigt durch die Anwesenheit von Ca 2+ -
oder Mg 2+ -Ionen können die Clathrintriskelien in vitro spontan zu polyedrischen,
geschlossenen Strukturen, den Clathrinkäfigen polymerisieren (Abb.1.3.C) (Crowther
and Pearse, 1981). Diese Polymerisation kann ebenfalls, allein durch die Zugabe von
AP2-Komplexen, in vitro induziert werden (Kirchhausen and Harrison, 1981).
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