ERM-Proteine

Zuletzt aktualisiert am: 02.06.2022

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Definition

ERM ist das Akronym für „Ezrin/Radixin/Moesin“. ERM steht für eine Protein-Familie die aus den drei hoch-konservierten Proteinen: Ezrin, Radixin und Moesin (ERM) besteht (Sato et al. 1992). EMR-Proteine verknüpfen integrale Membranproteine mit dem Aktin-Zytoskelett und leiten Signale ins Zellinnere weiter. ERM-Proteine regulieren die Plastizität der Plasmamembran und sind für die Ausbildung spezifischer Membranstrukturen verantwortlich. Dadurch vermitteln sie die Entstehung von Mikrovilli, Zellkontakten, Membranausstülpungen und Teilungsfurchen (Bretscher et al. 2000).

Allgemeine Information

Ezrin/Radixin/Moesin als Mitglieder der Band 4.1 Protein-Familie. ERM-Proteine sind durch Genduplikation entstanden und weisen starke Homologienzueinander auf. Die DNA-Sequenz von murinem Ezrin ist zu 75 % mit der von Radixin, und zu 72 % mit der von Moesin identisch. Die DNA-Sequenzen von Radixin und Moesin (MSN) sind zu 80 % identisch (Tsukita et al. 1997). Dies weist darauf hin, dass ERM-Proteine ähnliche, teilweise sogar redundante Funktionen haben.

ERM-Proteine werden organ- und zelltypspezifisch exprimiert. Ezrin ist vor allem in Darm, Magen, Lunge und Nieren zu finden, wohingegen Moesin hauptsächlich in Lunge und Milz, Radixin in Leber und Darm vorkommt (Louvet-Vallee, 2000). Ezrin wird in erster Linie in Epithelzellen exprimiert, Moesin in Endothelzellen, hämatopoetischen Zellen aber auch normaler Haut und in epithelialen Tumoren(exprimiert (Ichikawa T et al. 1998).

In humanen Lymphozyten, Monozyten und Neutrophilen werden Ezrin und Moesin, nicht aber Radixin exprimiert. In Blutplättchen wird überwiegend Moesin detektiert (Fehlner K 2013). Mäuse, in denen mittels gezielter Genmodifikation eines der drei ERM-Proteine deaktiviert wurde, zeigen oftmals nur in den Geweben und Zellpopulationen Anomalien, in denen das entsprechende ERM-Protein alleinig exprimiert wird.

ERM-Proteine weisen nicht nur untereinander hohe Sequenzhomologien auf, sondern sind auch zu 48 % mit einem weiteren Protein, Merlin („Moesin-Ezrin-Radixin-like Protein“), identisch. Merlin ist ein Tumorsuppressor.

Beim Menschen führt ein Defekt des Merlin-kodierenden Gens NF2 zur dominant vererbten Neurofibromatose 2. Es kommt zur Ausbildung von Schwannomen (= gutartige Tumore des zentralen Nervensystems) und von Mesotheliomen (Martuza & Eldridge, 1988; Bianchi et al., 1995). Gemeinsam gehören ERM-Proteine und Merlin zu der Band 4.1 Protein Superfamilie. Namensgebend für diese Familie ist ein Erythrozyten-Membranprotein, das sogenannte Band 4.1 Protein. Dieses verbindet die Plasmamembran mit dem Zytoskelett und reguliert die Deformation und Stabilität der Erythrozyten.

ERM-Proteine binden an die zytoplasmatische Region von CD44 (Tsukita et al., 1994), ein Rezeptor für Komponenten der extrazellulären Matrix (Hyaluronsäure, Kollagen, Laminin und Fibronektin). Weiterhin binden  ERM-Proteine an die zytoplasmatische Domäne von CD43 und werden dadurch an den Uropod von Lymphozyten rekrutiert (Serrador et al. 1998).

Moesin interagiert mit ICAM-3 (Serrador et al. 1997) und Ezrin mit ICAM-1 und ICAM-2 (Helander et al., 1996; Heiska et al., 1998). Zudem assoziieren Ezrin und Moesin mit der zytoplasmatischen Region von L-Selektin.  Daneben binden ERM-Proteine indirekt über Adaptorproteine an die zytoplasmatische Domäne von „Multipass“-Transmembranproteinen und sind an deren Signalweiterleitung beteiligt (Bretscher et al. 2000; Louvet-Vallee  2000; Bretscher et al. 2002).

Literatur
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  1. Bretscher A et al. (2000) ERM-Merlin and EBP50 protein families in plasma membrane organization and function. Annu Rev Cell Dev Biol 16: 113-143.
  2. Bretscher A et al. (2002) ERM proteins and merlin: integrators at the cell cortex. Nat Rev Mol Cell Biol 3: 586-99.
  3. Fehlner K (2013) Die Aktivitätsregulation von ERM (Ezrin/Radixin/Moesin) – Proteinen und ihre Bedeutung für die LFA-1 vermittelte T-Zellmigration . Inaguraldissertation an der TechnischenUniversität München. Lehrstuhl für Chemie der Biopolymere.
  4. Louvet-Vallee S (2000). ERM proteins: from cellular architecture to cell signaling. Biol Cell 92, 305-316
  5. Martuza RL et al. (1988) Neurofibromatosis 2 (bilateral acoustic neurofibromatosis). N Engl J Med 318: 684-688.
  6. Sato N et al. (1992) A gene family consisting of ezrin, radixin and moesin. Its specific localization at actin filament/plasma membrane association sites. J Cell Sci 103: 131-143.
  7. Serrador JM et al. (1997) Moesin interacts with the cytoplasmic region of intercellular adhesion molecule-3 and is redistributed to the uropod of T lymphocytes during cellpolarization. J Cell Biol 138, 1409-1423.
  8. Tsukita S et al. (1994) ERM family members as molecular linkers between the cell surface glycoprotein CD44 and actin-based cytoskeletons. J Cell Biol 126: 391-401.
  9. Tsukita S et al. (1997) ERM proteins: head-to-tail regulation of actinplasma membrane interaction. Trends Biochem Sci 22: 53-58.

Verweisende Artikel (2)

ERM-Domäne; MSN-Gen ;

Weiterführende Artikel (2)

Adaptorprotein –Komplexe; ICAM;
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