Zeitschrift für Pharmakogenomik und Pharmakoproteomik

Abstrakt

Proteomische Charakterisierung der E3-Ubiquitinligase Hakai: Biologische Erkenntnisse und neue therapeutische Strategien beim Dickdarmkrebs

Angelica Figueroa

Karzinome sind die häufigste Krebsart und entstehen aus Epithelzellen. Der Übergang vom Adenom zum Karzinom ist mit dem Verlust von E-Cadherin und in der Folge mit der Unterbrechung der Zell-Zell-Kontakte verbunden. Der Verlust von E-Cadherin ist ein Kennzeichen des epithelial-tomesenchymalen Übergangs (EMT) und ein Indikator für eine schlechte Prognose während der Tumorprogression. Hakai ist eine E3-Ubiquitinligase, die die Ubiquitinierung, Endozytose und den daraus resultierenden Abbau von E-Cadherin vermittelt. Obwohl E-Cadherin das am besten etablierte Substrat für die Hakai-Aktivität ist, können andere regulierte molekulare Ziele für Hakai an der Plastizität von Krebszellen während der Tumorprogression beteiligt sein. Wir haben einen iTRAQ-Ansatz verwendet, um neue molekulare Wege zu erforschen, die an der Hakai-gesteuerten EMT beteiligt sind. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Hakai einen wichtigen Einfluss auf Zytoskelett-bezogene Proteine, extrazelluläre Exosoma-assoziierte Proteine, RNA-bezogene Proteine ​​und Proteine ​​haben kann, die am Stoffwechsel beteiligt sind. Unter den Hakai-regulierten Proteinen beschreiben wir den Chaperonkomplex Hitzeschockprotein 90 (Hsp90). Hsp90 ist an der korrekten Faltung seiner Klientenproteine ​​beteiligt und ermöglicht ihnen, ihre Stabilität und Aktivität beizubehalten. Durch Immunpräzipitation legen wir Beweise vor, dass Hakai in mehreren Epithelzellen mit dem Hsp90-Chaperonkomplex interagiert, und zeigen, dass es sich um ein neuartiges Hsp90-Klientenprotein handelt. Die pharmakologische Hemmung von Hsp90 mit Geldanamycin führt zum Abbau von Hakai auf lysosomabhängige Weise. Interessanterweise geht der durch Geldanamycin induzierte Abbau von Hakai mit einer erhöhten Expression von E-Cadherin und Annexin A2 einher. Wir zeigen auch, dass Geldanamycin die Zellmotilität zumindest teilweise durch seine Wirkung auf die Hakai-Expression unterdrückt. Wir schlagen Hakai als neues Klientenprotein des Hsp90-Chaperons vor und heben einen neuen Mechanismus hervor, durch den Hsp90-Inhibitoren den Hakai-vermittelten EMT-Prozess und die Behandlung von Dickdarmkrebs beeinflussen können.