Funktionelle Charakterisierung des Vasodilatator stimulierten Phosphoproteins (VASP) für die Stabilität des Aktin-Zytoskeletts und die Integrin-abhängige Zelladhäsion

Das Vasodilatator stimulierte Phosphoprotein (VASP) ist ein Zytoskelett-assoziiertes Protein der Ena (Enabled)/VASP-Proteinfamilie. Seine Funktionen bezuglich Aktin- Polymerisation, Thrombozyten-Aggregation, Wachstumskegel-Fuhrungsprozessen und Motilitat sowohl von Zellen als auch von Listerien sind bisher nur unvollstandig charakterisiert. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, wie die VASP-F-Aktin Interaktion in vitro durch die Phosphorylierung zweier Aminosauren von VASP reguliert wird. Transfektions-Experimente mit VASP und RhoA deuten eine mogliche Beteiligung von VASP im Signalweg von RhoA an. Zudem fuhren Uberexpression und Deletion von VASP in Zellen zu demselben Stressfaser-Phanotyp, der unabhangig vom stimulierenden Einfluss von Serum ist. In VASPdefizienten Fibroblasten ist auserdem die Membranrigiditat und die Phosphorylierung der leichten Kette des Myosins erhoht, was auf ein stabileres und starker kontrahiertes Aktin- Zytoskelett in diesen Zellen schliesen lasst. Die Regulation und Organisation des Aktin- Zytoskeletts beeinflusst auch die zellulare Adhasion, die in VASP-defizienten Zellen verandert ist. VASP-defiziente Zellen adharieren signifikant starker an Fibronektinbeschichtete Perlen als Wildtyp-Zellen. Der Widerstand dieser Perlen gegenuber mechanischen Kraften ist in VASP (-/-) Zellen signifikant erhoht. Dieser Unterschied beruht in erster Linie auf dem verstarkten Aktin-Zytoskelett in diesen Zellen und ist unabhangig von Mikrotubuli. Messungen mit rekonstituierten Zelllinien zeigen zudem eine VASPAbhangigkeit dieses Effekts. Der GTPase Rap1 kommt eine wichtige Bedeutung bei der Integrin-abhangigen Adhasion von Zellen zu. Aktivierung von Epac, einem Guanin-Nukleotid- Austauschfaktor von Rap1, fuhrt in Wildtyp-Zellen zur Verstarkung des Widerstandes gegenuber mechanischen Kraften, die auf Fibronektin-beschichtete Perlen wirken, ohne dabei die Membranrigiditat zu verandern. Diese Kraft-Verstarkung wird weder vom Aktin- noch vom Mikrotubuli-Zytoskelett beeinflusst. Es exisitiert daher ein Mechanismus, bei dem die Lange von elastischen Membranfortsatzen unabhangig von der Membranfestigkeit und dem Aktin-Zytoskelett reguliert wird. Diese Experimente zeigen, dass VASP eine wichtige Rolle bei der Stabilitat und Kontraktilitat des Aktin-Zytoskeletts, der Membranrigiditat sowie bei der zellularen Adhasion spielt. Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, dass hierbei weniger die direkte Interaktion von VASP mit dem Aktin-Zytoskelett von Bedeutung ist, sondern viel mehr seine mogliche Funktion als Gerustprotein (Scaffold), das eine geregelte Signaltransduktion organisiert.