Charakterisierung verschiedener Formen von TFF3 im humanen Kolon, der Lunge und im Speichel: Bildung eines Komplexes mit IgG Fc Binding Protein (FCGBP) und seine mögliche Rolle bei der angeborenen mukosalen Immunabwehr

Abstract

TFF3 ist ein 59 Aminosäuren langes, sezerniertes Polypeptid und gehört zur Trefoil-Factor-Familie (TFF). Ungewöhnlich ist die Anzahl von 7 Cysteinresten, von denen 6 intramolekulare Disulfidbrücken die namensgebende TFF-Domäne bilden. Durch das C-terminale, 7. Cystein ist TFF3 in der Lage Homodimere und Heteromere zu bilden. TFF3 spielt eine Rolle bei mukosalen Schutz- und Reparaturmechanismen. Ziel dieser Arbeit war es, die TFF3-Formen im humanen Kolon, Lunge, und Speichel zu analysieren und zu vergleichen. Dazu wurden Proteinextrakte von humanem Kolongewebe, Bronchialgewebe, bronchoalveolaere Lavage, Bronchialsekret und Speichel durch Größenausschlusschromatographie, verschiedene Gelelektrophoresesysteme und anschließende Westernblot-Analysen charakterisiert. Im Rahmen einer Kooperation wurden Proteomanalysen von TFF3 sowie Bindungsstudien mit 125I-TFF3 durchgeführt. In allen untersuchten Proben lag TFF3 als hochmolekulares TFF3-FCGBP und niedermolekulares TFF3-Homodimer und -Monomer vor. Auch in Kolontumoren wurden ähnliche TFF3-Formen gefunden. Bei den Analysen konnte keine Wechselwirkung von TFF3 oder TFF3-FCGBP mit Muzinen oder DMBT1 beobachtet werden. Die Proteomanalysen zeigten N- und C-terminale Verkürzungen des reduzierten TFF3-Monomers. Diese Verkürzung werden vermutlich durch Proteasen, wie Elastase in der Lunge oder Chymotrypsin im Darm verursacht. Durch ein stufenweises Extraktionsprotokoll konnten auswaschbare Proteine (E0) von löslichen Proteinen (E1) und schwerlöslichen Proteinen (E2) getrennt werden. Die Analyse von TFF3-FCGBP in diesen Extrakten deutet auf eine geringere Löslichkeit von FCGBP in Abhängigkeit vom TFF3-Gehalt hin. Somit ist TFF3 vermutlich an der Bildung einer schwerlöslichen Matrix im Mukus beteiligt, was es möglicherweise zu einem wichtigen Faktor für angeborenen mukosale Immunabwehr macht.

TFF3 is a 59 amino acid long, secreted polypeptide and belongs to the trefoil factor family (TFF). Unusual is the number of 7 cysteines, of which 6 form the intramolecular TFF domain that gives it its name. Via the 7th cysteine, TFF3 is able to form homodimers and heteromers. TFF3 plays a role in mucosal protection and repair mechanisms. The aim of this work was to analyze and compare the TFF3 forms in human colon, lung, and saliva. For this purpose, protein extracts from human colon tissue, bronchial tissue, BAL fluid, bronchial secretions and saliva were analyzed by size exclusion chromatography, various gel electrophoreses and subsequent Western blotting. As part of a cooperation, proteome analyses of TFF3 and binding studies with 125I-TFF3 were carried out. In all samples analyzed, TFF3 was present as high molecular weight TFF3-FCGBP and low molecular weight TFF3-homodimer and monomer. Also in colon tumors similar TFF3-forms were found. No interaction of TFF3 or TFF3-FCGBP with mucins or DMBT1 was observed in the analyses. The proteomic analyses showed N- and C-terminal truncations of the reduced TFF3-monomer. This shortening is probably caused by proteases, such as elastase in the lung or chymotrypsin in the intestine. A stepwise extraction protocol was used to separate easy soluble proteins (E0) from soluble proteins (E1) and poorly soluble proteins (E2). The analysis of TFF3-FCGBP in these extracts indicates a low solubility of FCGBP depending on the TFF3 content. Thus, TFF3 is probably involved in the formation of a heavy soluble matrix in the mucus, making it an important factor for innate mucosal immune defense.