ERM-Proteine

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).

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).

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.