Phosphorylierungsspektrum BMP- abhängiger intrazellulärer Signalwege nach Aktivierung

Bone morphogenetic proteins (BMPs) als Mitglieder der TGF-β Superfamilie sind maßgeblich an der Regulation einer Vielzahl extra- und intrazellulärer Prozesse involviert. Sie üben sowohl aktivierende als auch inhibierende Wirkungen auf die Zelle aus und spielen eine entscheidende Rolle in der Tumorbiologie des Mammakarzinoms. Die BMP-bedingte Modulation und Modifikation der Signalwege erfolgt sowohl im Extrazellulärraum, auf der Liganden-Rezeptorebene und intrazellulär durch die Signalkaskaden. Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit dem zeit- und konzentrationsabhängigen Einfluss ausgewählter BMPs auf die Aktivitätssteigerung endogener Signalmoleküle unterschiedlicher Transduktions- und Transkriptionswege anhand der Mammakarzinom-Zelllinie MCF-7. Dazu dienten verschiedene molekularbiologische Verfahren. Anhand von drei differenten Signalwegen (Smad, AKT, p38 und ERK1/2 MAP Kinase) wurden die Effekte von BMP-2, BMP-3, BMP-6 und BMP-7 experimentell untersucht. Mithilfe phosphorylierter und nicht phosphorylierter Antikörper konnte die Aktivität ausgewählter Signalproteine bestimmt werden. Die erhobenen Daten unterstützen die Hypothese, dass BMP-2, BMP-6 und BMP-7 die Tumorprogression begünstigen. BMP-3 hingegen wird aufgrund der inhibierenden Effekte seiner Sonderrolle in der TGF-β Superfamilie gerecht. Es konnte bestätigt werden, dass die biologische Aktivität der Zelle von Schwellenwerten abhängt und zeitabhängig die Bindungsaffinität des Liganden am Rezeptor variiert bzw. ein ausgeprägter Konzentrationsgradient in Zusammenhang mit der Expressionsdauer verantwortlich ist. Insgesamt können im Rahmen der vorliegenden Arbeit Aspekte der Komplexität sowohl inhibierender als auch aktivierender Effekte von BMPs genauer verstanden werden. Einige bekannte Interaktionen konnten genauer spezifiziert werden, bisher nicht beschriebene Sachverhalte wie die Aktivierung von AKT-Kinase durch Inkubation der Zellen mit BMP-6 konnten neu herausgearbeitet werden