Deutsch

Phosphatidylinositolphosphate spielen eine zentrale Rolle bei vielen fundamentalen zellulären Prozessen, wie z.B. Wachstum, Endocytose, Signalvermittlung, Chemotaxis und Apoptose. Myotubularine und verwandte Proteine stellen eine umfassende und hochkonservative Gruppe von Proteinen dar, die eine Phosphatidylinositolphosphat-3-Phosphatase-Aktivität aufweisen. Etliche Studien an myotubularinartigen Proteinen konnten die besondere Beteiligung von Phosphatidylinositolphosphat-3-Phosphatasen an zellulären Prozessen unterstreichen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine nicht-radioaktive Methode zur analytischen Erfassung von Phosphatidylinositolphosphaten über hochauflösende Ionenchromatographie genutzt, um die intrazellulären Gehalte von Phosphatidylinositolphosphaten im Organismus D. discoideum zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass der intrazelluläre Gehalt von Phosphatidylinositol-3-phosphat (PtdIns(3)P) abhängig von der Nahrungsquelle ist. Um die physiologische Funktion von 3-phosphorylierten Phosphatidylinositolphosphaten in D. discoideum zu untersuchen, wurde eine Mutante über Gen-Knock-Out generiert, in der ein Gen kodierend für ein myotubularinartiges Protein inaktiviert vorliegt. Im Vergleich zum Elternstamm zeigt die Mutante ein beeinträchtigtes Wachstum bei Bakterien als Nahrungsquelle, wohingegen Wachstum in axenischen Medien, Differenzierung, Chemotaxis und Endocytoseraten nicht beeinflusst sind. Zusätzlich liess sich feststellen, dass Membranpräparationen der Mutante Phosphatidylinositol-3,4-bisphosphat (PtdIns(3,4)P₂) deutlich langsamer dephosphorylieren als die des Elternstamms. Es wurde geschlussfolgert, dass die Ursache dieser reduzierten Aktivität der gezielte Knock-Out des für ein myotubularinartiges Protein kodierenden Gens darstellt. In der Mutante konnten keine Veränderungen der steady-state Konzentrationen von myo-inositolhaltigen Verbindungen nachgewiesen werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die verwendete analytische Methode lediglich die in D. discoideum prominent vorkommenden Phosphatidylinositolphosphate (PtdIns(4)P, PtdIns(3)P und PtdIns(4,5)P₂) nachweisen kann. In Anbetracht der Rolle von Phosphatidylinositol-3,4-bisphosphat bei abbauenden endosomalen Prozessen via der Wechselwirkung mit cytosolischen NADPH-Oxidase Untereinheiten könnte die Inaktivierung eines Gens kodierend für eine PtdIns(3,4)P₂ spezifische 3-Phosphatase Defekte der Phagosomenreifung verursacht haben.

English

Phosphatidylinositolphosphates play key roles in many fundamental cellular processes as growth, endocytosis, cell signaling, chemotaxis and apoptosis. Myotubularins and related proteins constitute a large and highly conserved family possessing phosphatidylinositolphosphate 3-phosphatase activity. Several studies on myotubularin related proteins have underlined the importance of phosphatidylinositolphosphate 3-phosphatases in cell functions. In the present work a nonradioactive method to analyse phosphatidylinositolphosphates by high-performance ion chromatography was used to study the cellular concentrations of phosphatidylinositolphosphates in the organism D. discoideum. It could be shown that the level of phosphatidylinositol 3-phosphate (PtdIns(3)P) is dependent on the nutrition source. To investigate the role of 3-phosphorylated phosphatidylinositolphosphates in D. discoideum a mutant with an inactivated gene encoding for a myotubularin related protein was generated by gene disruption. Compared to the parent strain the mutant shows an impaired growth on bacteria, whereas growth in axenic media, differentiation, chemotaxis and endocytosis rates are not altered. In addition it was found that membrane preparations of the mutant dephosphorylate the metabolite phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate (PtdIns(3,4)P₂) much slower than that of the parent strain. It was concluded that this reduced activity is caused by the targeted knock-out of a gene encoding for a myotubularin related protein. There were no changes in the steady state concentrations of myo-inositol containing compounds in the mutant detectable. It is to note that the used analytical method is able to detect only the in D. discoideum prominent phosphatidylinositolphosphates (PtdIns(4)P, PtdIns(3)P and PtdIns(4,5)P₂). Considering the role of phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate in degradative endosomal pathways via interaction with cytosolic NADPH oxidase subunits the inactivation of a gene encoding for a myotubularin related protein which specifically acts on phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate might have provoked defects in phagosome maturation.