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Occludin von lateinisch occludere deutsch verschließen ist ein Protein das zusammen mit den Proteinen der Claudin Famili

Occludin

Occludin (von lateinisch occludere, deutsch: verschließen) ist ein Protein, das zusammen mit den Proteinen der Claudin-Familie an der Bildung der Tight junctions beteiligt ist, welche in Epithelzellen vorkommen. Tight junctions verschließen in den Epithelien die Zellzwischenräume und schützen den Körper sowohl vor Austrocknung als auch vor äußeren Einflüssen (z. B. vor dem sauren Inhalt des Magens mit pH zwischen 1 und 2). Mutationen im OCLN-Gen sind die Ursache für das seltene Aicardi-Goutières-Syndrom.

Occludin
Struktur des C-Terminus von Occludin PDB 1XAW

Vorhandene Strukturdaten: 1XAW

Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 55,9 kDa
Bezeichner
Gen-Name OCLN
Externe IDs
Vorkommen
Homologie-Familie Hovergen

Entdeckung Bearbeiten

Occludin wurde 1993 erstmals von der Arbeitsgruppe um Mikio Furuse und Shoichiro Tsukita beschrieben. Sie fraktionierten Extrakte aus Hühnerleber und fanden ein Protein mit einer Molaren Masse von 55,9 kDa, das aus 504 Aminosäuren bestand. Der Hydrophilie-Plot erinnerte die Wissenschaftler stark an das Protein Connexin (ebenfalls vier Transmembran-Domänen nahe dem N-Terminus).

Aufbau Bearbeiten

Occludin ist ein Transmembranprotein mit vier Transmembran-Domänen, weshalb es in fünf verschiedene Domänen aufgeteilt werden kann (jeweils unterbrochen von einer Transmembran-Domäne), welche A-E genannt werden. Dadurch besitzt das Protein zwei extrazelluläre Schleifen, welche beide etwa gleich groß (jeweils 45 Aminosäuren) sind, eine kurze intrazelluläre Schleife, welche die beiden extrazelluläre Schleifen verbindet, sowie zwei lange Ketten am N- und C-Terminus. Die beiden extrazellulären Schleifen sind notwendig, um die Funktion (Zell-Zell-Verbindung) aufrechtzuerhalten und eine davon scheint in der Lokalisation von Occludin in den tight junctions eine Rolle zu spielen. Die E-Domäne (nahe dem C-Terminus; siehe Abbildung) ist im Cytoplasma lokalisiert und ist notwendig, um das Protein ZO-1 zu binden. In einer Studie mit Mäusen zeigten Simon Bamforth und Mitarbeiter, dass ein mutiertes Occludin, dem der N-Terminus und die extrazellulären Domänen fehlen, trotzdem noch zu den Tight Junctions transportiert wird, dort aber seine Funktion nicht mehr ausüben kann und die Tight Junctions durchlässiger werden.

Bis jetzt (2005) wurden fünf verschiedene Typen von Occludin gefunden (Typ I bis IV) sowie Occludin 1B welche aus unterschiedlichem Splicing der mRNA hervorgehen. Dies könnte darauf hinweisen, dass mehrere Proteine mit ähnlichen Eigenschaften (wie bei den Claudinen) eine Occludin Protein-Familie bilden könnten.

Interaktionen Bearbeiten

Die ersten Interaktionspartner von Occludin wurden mit ZO-1 und ZO-2 bestimmt. Später wurde noch das Protein ZO-3 identifiziert, das ebenfalls eine Interaktion mit Occludin eingeht. Es wird vermutet, dass ZO-1 direkt Occludin bindet und dieses mit dem Aktin-Cytoskelett verbindet. Es wurden noch Interaktionen von Occludin mit JAM, VAP-33, JEAP und CLMP gefunden. Außerdem wird Occludin sehr wahrscheinlich von der Proteinkinase C (PKC) phosphoryliert, was dann die Verteilung und Funktion des Proteins in der Zelle verändert (die phosphorylierte Form scheint die aktive Form zu sein). Weiterhin könnten Ras-ähnliche G-Proteine wie RhoA und Rac-1 bei der Regulation des Occludins eine Rolle spielen, sowie auch Cytokine in dem Regulationsprozess eine Rolle spielen.

Quellen Bearbeiten

  1. ↑ Gemma J. Feldmana, James M. Mullinb, Michael P. Ryan: Occludin: Structure, function and regulation. In: Adv Drug Deliv Rev. 57(6), 25. Apr 2005, S. 883–917. PMID 15820558
  2. M. Furuse, T. Hirase, M. Itoh, A. Nagafuchi, S. Yonemura, S.Tsukita, S. Tsukita: Occludin a novel integral membrane protein localizing at tight junctions. In: J Cell Biol. 123(6 Pt 2), Dez 1993, S. 1777–1788. PMID 8276896
  3. S. D. Bamforth, U. Kniesel, H. Wolburg, B. Engelhardt, W. Risau: A dominant mutant of occludin disrupts tight junction structure and function. In: J Cell Sci. 112 ( Pt 12), Jun 1999, S. 1879–1888. PMID 10341207
  4. J. Mankertz, J. S. Waller, B. Hillenbrand, S. Tavalali, P. Florian, T. Schoneberg, M. Fromm, J. D. Schulzke: Gene expression of the tight junction protein occludin includes differential splicing and alternative promoter usage. In: Biochem Biophys Res Commun. 298(5), 15. Nov 2002, S. 657–666. PMID 12419305
  5. Z. Muresan, D. L. Paul, D. A. Goodenough: Occludin 1B, a variant of the tight junction protein occludin. In: Mol Biol Cell. 11(2), Feb 2000, S. 627–634. PMID 10679019
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Veröffentlichungsdatum:
Occludin von lateinisch occludere deutsch verschliessen ist ein Protein das zusammen mit den Proteinen der Claudin Familie an der Bildung der Tight junctions beteiligt ist welche in Epithelzellen vorkommen Tight junctions verschliessen in den Epithelien die Zellzwischenraume und schutzen den Korper sowohl vor Austrocknung als auch vor ausseren Einflussen z B vor dem sauren Inhalt des Magens mit pH zwischen 1 und 2 Mutationen im OCLN Gen sind die Ursache fur das seltene Aicardi Goutieres Syndrom 1 OccludinStruktur des C Terminus von Occludin PDB 1XAWVorhandene Strukturdaten 1XAWEigenschaften des menschlichen ProteinsMasse Lange Primarstruktur 55 9 kDaBezeichnerGen Name OCLNExterne IDs OMIM 602876 UniProt Q16625VorkommenHomologie Familie Hovergen Inhaltsverzeichnis 1 Entdeckung 2 Aufbau 3 Interaktionen 4 QuellenEntdeckung BearbeitenOccludin wurde 1993 erstmals von der Arbeitsgruppe um Mikio Furuse und Shoichiro Tsukita beschrieben Sie fraktionierten Extrakte aus Huhnerleber und fanden ein Protein mit einer Molaren Masse von 55 9 kDa das aus 504 Aminosauren bestand Der Hydrophilie Plot erinnerte die Wissenschaftler stark an das Protein Connexin ebenfalls vier Transmembran Domanen nahe dem N Terminus 2 Aufbau BearbeitenOccludin ist ein Transmembranprotein mit vier Transmembran Domanen weshalb es in funf verschiedene Domanen aufgeteilt werden kann jeweils unterbrochen von einer Transmembran Domane welche A E genannt werden Dadurch besitzt das Protein zwei extrazellulare Schleifen welche beide etwa gleich gross jeweils 45 Aminosauren sind eine kurze intrazellulare Schleife welche die beiden extrazellulare Schleifen verbindet sowie zwei lange Ketten am N und C Terminus Die beiden extrazellularen Schleifen sind notwendig um die Funktion Zell Zell Verbindung aufrechtzuerhalten und eine davon scheint in der Lokalisation von Occludin in den tight junctions eine Rolle zu spielen 1 Die E Domane nahe dem C Terminus siehe Abbildung ist im Cytoplasma lokalisiert und ist notwendig um das Protein ZO 1 zu binden In einer Studie mit Mausen zeigten Simon Bamforth und Mitarbeiter dass ein mutiertes Occludin dem der N Terminus und die extrazellularen Domanen fehlen trotzdem noch zu den Tight Junctions transportiert wird dort aber seine Funktion nicht mehr ausuben kann und die Tight Junctions durchlassiger werden 3 Bis jetzt 2005 wurden funf verschiedene Typen von Occludin gefunden Typ I bis IV 4 sowie Occludin 1B 5 welche aus unterschiedlichem Splicing der mRNA hervorgehen Dies konnte darauf hinweisen dass mehrere Proteine mit ahnlichen Eigenschaften wie bei den Claudinen eine Occludin Protein Familie bilden konnten Interaktionen BearbeitenDie ersten Interaktionspartner von Occludin wurden mit ZO 1 und ZO 2 bestimmt Spater wurde noch das Protein ZO 3 identifiziert das ebenfalls eine Interaktion mit Occludin eingeht Es wird vermutet dass ZO 1 direkt Occludin bindet und dieses mit dem Aktin Cytoskelett verbindet Es wurden noch Interaktionen von Occludin mit JAM VAP 33 JEAP und CLMP gefunden Ausserdem wird Occludin sehr wahrscheinlich von der Proteinkinase C PKC phosphoryliert was dann die Verteilung und Funktion des Proteins in der Zelle verandert die phosphorylierte Form scheint die aktive Form zu sein Weiterhin konnten Ras ahnliche G Proteine wie RhoA und Rac 1 bei der Regulation des Occludins eine Rolle spielen sowie auch Cytokine in dem Regulationsprozess eine Rolle spielen 1 Quellen Bearbeiten a b c Gemma J Feldmana James M Mullinb Michael P Ryan Occludin Structure function and regulation In Adv Drug Deliv Rev 57 6 25 Apr 2005 S 883 917 PMID 15820558 M Furuse T Hirase M Itoh A Nagafuchi S Yonemura S Tsukita S Tsukita Occludin a novel integral membrane protein localizing at tight junctions In J Cell Biol 123 6 Pt 2 Dez 1993 S 1777 1788 PMID 8276896 S D Bamforth U Kniesel H Wolburg B Engelhardt W Risau A dominant mutant of occludin disrupts tight junction structure and function In J Cell Sci 112 Pt 12 Jun 1999 S 1879 1888 PMID 10341207 J Mankertz J S Waller B Hillenbrand S Tavalali P Florian T Schoneberg M Fromm J D Schulzke Gene expression of the tight junction protein occludin includes differential splicing and alternative promoter usage In Biochem Biophys Res Commun 298 5 15 Nov 2002 S 657 666 PMID 12419305 Z Muresan D L Paul D A Goodenough Occludin 1B a variant of the tight junction protein occludin In Mol Biol Cell 11 2 Feb 2000 S 627 634 PMID 10679019 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Occludin amp oldid 232192454