Die Rolle von Tapasin bei der Antigenpräsentation durch MHC-Klasse-I-Moleküle

Abstract

Zusammenfassung Infizierte Zellen präsentieren dem Immunsystem auf ihrer Zelloberfläche antigene Peptide, die aus eingedrungenen Pathogenen generiert werden. Der Präsentation der Peptide geht die korrekte Assemblierung des MHC-Peptid- Komplexes im Endoplasmatischen Retikulum (ER) voraus. Innerhalb dieser Arbeit wird gezeigt, daß das ER-residente Protein Tapasin die Peptidbeladung auf MHC- Klasse-I-Moleküle sowohl in quantitativen als auch in qualitativen Aspekten positiv beeinflußt. Die Rekonstitution der Peptidbeladung in der B-lymphoblastoiden Zelllinie 721.220 durch die Expression von Tapasin führt auf der Plasmamembran der Zellen zu einer Steigerung der Menge an langlebigen MHC-Klasse-I-Molekülen, an die Peptide optimaler Länge binden. Die Selektion stabiler MHC-Peptid-Komplexe geschieht durch Tapasin im ER, indem das MHC-Klasse-I-Molekül in einen TAP-assoziierten Beladungskomplex rekrutiert und dort die Peptidbeladung optimiert wird. Tapasin induziert zunächst die Bildung zweier Subkomplexe: zum einen wird Calretikulin an das MHC-Molekül rekrutiert, zum anderen wird die Thioreduktase ER60 Tapasin- vermittelt an TAP gebunden. Die Tapasin-vermittelte Brückenbildung zwischen diesen beiden Subkomplexen führt auf den untersuchten HLA-B*4402- und HLA-B8-Molekülen zur verbesserten Ausbildung allospezifischer Bw4-/Bw6-Epitope. Lösliche Tapasin-Konstrukte und Maus-Tapasin sind nicht in der Lage, den vollständigen Beladungskomplex aus dem MHC-Klasse-I-Molekül, Calretikulin, ER60 und TAP zu assemblieren. Die in diesen Fällen suboptimale Peptidbeladung ist durch eine kürzere Lebensdauer an der Zelloberfläche und eine geringere Thermostabilität der MHC-Moleküle im Lysat gekennzeichnet. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit kann Tapasin in funktionelle Domänen eingeteilt werden. Es wurde gezeigt, daß die N-terminale Domäne von Tapasin für die Peptidbeladung auf HLA-B8 und HLA-B*4402 Moleküle essentiell ist. Schon die Deletion von 19 Aminosäuren am N-Terminus von Tapasin verhindert die Plasmamembran-expression dieser MHC-Moleküle. Unverkürztes Humanes und murines Tapasin sind darüberhinaus in der Lage, die Expression von TAP über ihre Membranregion bis auf das 10fache zu steigern. Fehlt die Membran- und zytoplasmatische Domäne, ist keine Steigerung der TAP-Expression nachweisbar. Die Unterbrechung eines Leucin-Reißverschlußmotivs im Transmembranbereich von Tapasin durch den Aminosäureaustausch L410F hebt die ER-Retention von Tapasin teilweise auf und führt zu einem um 70-80% erniedrigten TAP-Expressionsniveau.