Charakterisierung 14–3-3 homologer Gene und deren Bedeutung für die Parkinson'sche Erkrankung

14–3-3 Proteine sind bekannt als Regulatoren der Zellteilung, der Signaltransduktion und der Apoptose. Sie fungieren als Chaperone und als Adaptermoleküle für Protein-Protein-Interaktionen, beeinflussen die Lokalisierung von Proteinen und hemmen oder aktivieren Enzyme. Die höchste Konzentration des 14–3-3 Proteins wurde im Gehirn gefunden und stellt dort 1% des gesamten löslichen Proteins dar. 14–3-3 Proteine werden mit der Pathogenese verschiedener neurologischer Erkrankungen in Verbindung gebracht. Histologische Untersuchungen von Gehirnschnitten von Parkinson-Patienten haben gezeigt, dass die 14–3-3 zeta Isoform ein Bestandteil der Lewy-Körperchen ist. Es wird angenommen, dass alpha-Synuklein und 14–3-3 über die Bindung an Tyrosin-Hydroxylase die Dopamin-Synthese regulieren. Bei der Analyse von 14–3-3 Genen identifizierten wir zwei neue 14–3-3 Gene, die sich auf dem Chromosom 10 und dem X Chromosom befinden und eine hohe Homologie zur zeta Isoform zeigen. In beiden Genen konnten wir bei Parkinson-Patienten jeweils einen Basenaustausch nachweisen, der in einem Fall zu einem Aminosäure-Austausch und im anderen Fall zu einem verkürzten Protein führt. Zellkulturexperimente haben bei einer Mutation eine veränderte subzelluläre Lokalisation des mutierten Proteins im Vergleich zur Wildtyp-Form gezeigt. Unter Verwendung eines chemisch induzierbaren Aggregations-Assays konnte eine stark verminderte Chaperon-Aktivität des mutierten Proteins nachgewiesen werden. Weiterhin führt eine verminderte proteasomale Aktivität in 14–3-3 überexprimierenden Zellen zur Bildung großer Vimentin-, Gamma-Tubulin- und Ubiquitin-positiver juxtanukleärer Aggresomen. Zell-Stress-Experimente ergaben eine verringerte Proliferationsrate der Zellen die das mutierte Protein exprimieren. Von wesentlicher Bedeutung ist auch, dass das Wildtyp-Proteine an phosphorylierte Tyrosin-Hydroxylase bindet, eine Eigenschaft, welche dem mutierten Protein verloren gegangen ist. Somit deuten die Daten auf eine wichtige Rolle von 14–3-3 in der Parkinson'schen Erkrankung hin.