The serpin plasminogen activator inhibitor type-1 (PAI-1) is of importance in physiological processes such as fibrinolysis and thrombolysis as well as in pathophysiological processes like thrombosis, tumor cell adhesion or invasion, and metastasis. The interaction of PAI-1 with the extracellular matrix protein vitronectin (Vn) was implicated to play an important role in several of these processes and is therefore a possible target for therapeutic strategies. Understanding the PAI-1/Vn interaction is a substantial prerequisite for the development of therapeutically applicable compounds. Thus, in the present study, the Vn-binding behavior of PAI-1 was analyzed by characterizing twelve different PAI-1 variants with variations in regions previously implicated in Vn-binding of PAI-1 (i.e. mainly around alpha-helix E (hE) of PAI-1). For this, variant PAI-1 was expressed in E. coli and subsequently its inhibitory activity towards uPA was determined. Interaction with Vn was measured with four different techniques, including surface plasmon resonance. Moreover, several PAI-1 mutants were also characterized concerning their functional interaction with the extracellular matrix component heparin. On the one hand evidence is provided that the integrity of hE of PAI-1 is not essential for Vn-binding, on the other hand some cooperativity of hE and beta strand 1A of PAI-1 in Vn-binding may exist, as the mutant A114-118 (change of amino acids F114-R118 into AAAAA) shows reduced affinity towards Vn and the mutant Q123K only shows unspecific binding to multimeric Vn. Interestingly, the mutant Q123K which is now widely used as a non-Vn-binding PAI-1 variant in several in vitro and in vivo studies, only differs from wt-PAI-1 in binding to multimeric Vn, but not in binding to native Vn. Nevertheless, this mutant is not able to functionally interact with native Vn like wt-PAI-1 does. The biological relevance of PAI-1 and Vn in tumor cell invasion was studied in in vitro cell invasion assays. Here, the ovarian carcinoma cell line OV-MZ-19 displayed Vn-dependent invasiveness, which could be inhibited by addition of recombinant PAI-1.     «

The serpin plasminogen activator inhibitor type-1 (PAI-1) is of importance in physiological processes such as fibrinolysis and thrombolysis as well as in pathophysiological processes like thrombosis, tumor cell adhesion or invasion, and metastasis. The interaction of PAI-1 with the extracellular matrix protein vitronectin (Vn) was implicated to play an important role in several of these processes and is therefore a possible target for therapeutic strategies. Understanding the PAI-1/Vn interactio...     »

Plasminogen Aktivator Inhibitor Typ-1 (PAI-1), ein Serinprotease-Inhibitor, spielt eine wichtige Rolle sowohl in vielen physiologischen Vorgängen wie Fibrinolyse und Thrombolyse, als auch in vielen pathologischen Vorgängen wie Thrombosen, Tumorzelladhäsion oder -invasion und Metastasierung. Die Interaktion von PAI-1 mit dem extrazellulären Matrixprotein Vitronektin (Vn) ist bei diesen Prozessen von hoher Relevanz und ist deshalb ein möglicher Angriffspunkt für zukünftige therapeutische Strategien. Das Verständnis der Interaktion von PAI-1 mit Vn ist hierbei eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung neuer Substanzen. Um einen Beitrag hierzu zu leisten, wurden in der vorliegenden Arbeit zwölf PAI-1-Varianten mit Mutationen in der mutmaßlichen Vn-Bindungsstelle (um Alphahelix E (hE) herum) in E. coli exprimiert und auf ihr Vn-Bindungsverhalten hin untersucht. Zunächst wurde die inhibitorische Aktivität dieser Mutanten bestimmt, dann wurde ihre Interaktion mit Vn mit vier verschiedenen Methoden, darunter Oberflächenplasmonresonanz, untersucht. Außerdem wurden einige Mutanten auch im Hinblick auf ihre Interaktion mit der extrazellulären Matrixkomponente Heparin untersucht. Einerseits wird hier belegt, dass die Integrität von hE in PAI-1 nicht unbedingte Voraussetzung für die Interaktion mit Vn ist. Andererseits deuten die hier vorgelegten Daten daraufhin, dass eine Kooperation in der Vitronektinbindung zwischen hE und dem Betastrang 1A von PAI-1 besteht, da die Mutante A114-118 (Austausch der Aminosäuren F114-R118 gegen AAAAA) eine reduzierte Affinität zu Vn zeigt und die Mutante Q123K nur unspezifisch an Vn bindet. Interessanterweise unterscheidet sich Q123K, das mittlerweile viel in in vitro und in vivo Studien als nicht-vitronektinbindende PAI-1-Variante benutzt wird, von Wildtyp-PAI-1 nur im Bindungsverhalten gegenüber multimerisiertem Vn, nicht aber nativem Vn. Trotzdem interagiert Q123K mit nativem Vn funktionell anders als Wildtyp-PAI-1. Die biologische Relevanz von PAI-1 und Vn für die Tumorzellinvasion konnte in in vitro Versuchen untersucht werden. Hier war die Ovarialkarzinomzelllinie OV-MZ-19 nur in der Gegenwart von Vitronektin invasiv und die Invasion der Zellen konnte durch Zugabe von rekombinantem PAI-1 inhibiert werden.     «

Plasminogen Aktivator Inhibitor Typ-1 (PAI-1), ein Serinprotease-Inhibitor, spielt eine wichtige Rolle sowohl in vielen physiologischen Vorgängen wie Fibrinolyse und Thrombolyse, als auch in vielen pathologischen Vorgängen wie Thrombosen, Tumorzelladhäsion oder -invasion und Metastasierung. Die Interaktion von PAI-1 mit dem extrazellulären Matrixprotein Vitronektin (Vn) ist bei diesen Prozessen von hoher Relevanz und ist deshalb ein möglicher Angriffspunkt für zukünftige therapeutische Strategie...     »