The sucbcellular distribution of the regulatory protein RS1 in renal epithelial cells

Diese Arbeit bedient sich der Immunfluoreszenzmikroskopie, um die intrazelluläre Lokalisation des mit der Plasmamembran assoziierten Regulatorproteins RS1 und eines seiner Zielproteine, des Natrium-D-Glucose-Kotransporters SGLT1, in Zellkulturmodellen des Nierenepithels (LLC-PK1- und HEK293-Zellen) zu untersuchen. Zwei polyklonale Antikörper gegen das RS1-Protein des Schweins (pRS1) wurden dafür erzeugt. In Untersuchungen am konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop fand sich pRS1 an der Plasmamembran, im Zellkern, intrazellulär an Vesikeln sowie an einem perinukleären Kompartiment. Die Lokalisation des Proteins im Kern von LLC-PK1-Zellen nahm mit zunehmender Differenzierung der Zellen ab, pRS1 wurde in differenzierten Zellen lediglich im perinukleären Kompartiment gefunden. Dieses wurde in Kolokalisationsstudien als trans-Golgi-Netzwerk (TGN) identifiziert und dort eine Kolokalisation von pRS1 mit Clathrin und Dynamin nachgewiesen. Durch Behandlung der Zellen mit Brefeldin A wurde der Verlust von pRS1 vom TGN induziert. SGLT1 wurde überwiegend in Endosomen nachgewiesen, die entlang von Microtubuli organisiert waren. Auch im trans-Golgi-Netzwerk wurde die Anwesenheit von SGLT1 gezeigt. pSGLT1 kolokalisierte dort mit Dynamin aber nicht mit Clathrin. Es wurde demonstriert, dass experimentelle Hemmung der Proteasoms die Menge an pRS1 drastisch erhöht und gegenläufig die des Natrium-D-Glucose-Kotransporter (pSGLT1) abnimmt. Die gewonnenen Daten wurden in einem hypothetischen Modell zusammengefasst, das die gezeigten Ergebnisse mit früher gewonnenen funktionellen Experimente zu einem schlüssigen Konzept zusammenführt.RS1 is a negative regulator of solute transporters such as the Na+-D-glucose cotransporter SGLT1 on the transcriptional and posttranscriptional level. RS1 has been shown to reduce SGLT1-mediated substrate uptake upon coexpression in Xenopus oocytes. This effect is paralleled by decreased membrane surface area and can be counteracted by coexpressed dominant negative dynamin. In this study, I used immunofluorescence microscopy to determine the subcellular distribution of RS1 and SGLT1 in two renal epithelial cell lines (HEK293, LLC-PK1) that express RS1 and SGLT1 endogenously. I found that RS1 was present i) at the plasma membrane, ii) within the nucleus, iii) in small vesicles and iv) at the trans-Golgi network (TGN). At the TGN, RS1 was colocalized with clathrin and dynamin. Incubation of cells with brefeldin A abolished the association of RS1 with the TGN. SGLT1 was likewise present at the TGN although the majority of SGLT1 resided in elongated endosomes. The presence of both RS1 and SGLT1 at the TGN suggests that their functional interaction may involve adaptor proteins such as the Golgi localized, gamma-ear-containing, Arf binding (GGA) proteins. Indeed, RS1 contains a unique acidic cluster dileucine motif on its ubiquitin binding associated (UBA) domain, which we found by 3D modeling to be exposed to the surface of RS1. Taken together with previous data, this study leads to a testable model of RS1 function on the posttranscriptional level