Molekulare Evolution der Intermediärfilament-Proteine des Flussneunauges Lampetra fluviatilis

Über cDNA-Banken und RT-PCR wurden erstmals 15 Intermediärfilament-Proteine (IF-Proteine) des Flussneunauges Lampetra fluviatilis (Agnatha, kieferlose Wirbeltiere) kloniert und sequenziert: drei Typ I-Keratine, vier Typ II-Keratine, fünf keratinartige IF-Proteine (drei Kγ, zwei Kα), die Typ III-Proteine Vimentin und Desmin sowie ein Typ IV-Neurofilament-Protein (NF).Die IF-Proteine wurden aus verschiedenen Organen isoliert und durch zweidimensionale Polyacrylamid-Gelelektrophorese (2D-PAGE) aufgetrennt. Biochemische sowie massenspektrometrische Analysen anhand der 2D-PAGE ermöglichten in Kombination mit den Sequenzdaten die Identifizierung von Vimentin, Desmin sowie aller sequenzierten Keratine bis auf zwei der fünf Kα/Kγ-Proteine. Die meisten Keratine ließen sich darüber hinaus in die Kategorien „E“ (von „epidermal“) und „S“ (von „simple epithelial“) einteilen.Von den sequenzierten Keratinen ist das IIS-Keratin K8 wahrscheinlich ortholog zu den bekannten K8-Sequenzen höherer Vertebraten. Die Bezeichnung K18 für das einzige IS-Keratin des Neunauges in Anlehnung an das IS-Keratin K18 des Menschen basiert auf der stets beobachteten Koexpression mit K8 in einfachen Epithelien.Die Sequenz des Neunaugen-Vimentins zeigt große Übereinstimmungen mit den bekannten Desminsequenzen der Vertebraten. Die keratinartigen Proteine Kα und Kγ sind bis jetzt nur von Agnathen (Neunaugen und Schleimaale) bekannt.In molekularen Stammbäumen können K8, K18, Vimentin, Desmin und das NF_L des Neunauges gut als Außengruppe definiert werden.

15 intermediate filament proteins (IF-proteins) of the river-lamprey Lampetra fluviatilis have been cloned and sequenced by means of cDNA libraries and RT-PCR: three type I-keratins, four type II-keratins, five keratin-like IF-proteins (three Kγ, two Kα), the type III-proteins vimentin and desmin as well as a type IV-neurofilament-protein (NF).After isolating the IF-proteins from different tissues, they were separated by 2D-PAGE. Biochemical and mass-spectrometric analysis in combination with sequence data enabled the identification of vimentin and desmin, as well as all sequenced keratins, except two of the five keratin-like proteins in the 2D-PAGE. Most keratins can be divided into the categories “E” (“epidermal”) and “S” (“simple epithelia”). The IIS Keratin K8 is probable an ortholog to the known K8-sequences of higher vertebrates. The designation K18, for the only IS keratin of the lamprey was chosen because of coexpression with K8 in simple epithelia.The sequence of lamprey vimentin shows good identity with all known vertebrate desmins. To date, the keratin-like proteins Kα and Kγ are only known to be present in agnathans (lampreys and hagfishes). In molecular phylogenetic trees, K8, K18, vimentin, desmin and the NF_L of the lamprey serve as well defined outgroups.