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Amir S. Jadidi

• In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß die Proteinkinase Akt das Zellzyklusprotein p21 in Endothelzellen an der Aminosäure Threonin 145 phosphoryliert und auf diese Weise p21 posttranskriptionell reguliert. So führt die Aktabhängige Phosphorylierung zur Aufhebung der PCNA-Bindungsfähigkeit und zu einer Abnahme der Komplexbildung von p21 mit Cdk2 und Cdk4. Dementsprechend reduziert die Akt-Phosphorylierung von p21 an Threonin 145 die Hemmung der Cdk2-Aktivierung durch p21, begünstigt damit die Phosphorylierung von Retinoblastoma-Protein und die Freisetzung des Transkriptionsfaktors E2F. Diese Daten weisen auf einen neuen Signaltransduktionsweg hin, über den Akt die Endothelzellproliferation reguliert. Außerdem führt die Akt-vermittelte Phosphorylierung von p21 an T145 zur Stabilisierung von p21 gegenüber Caspase-abhängiger Degradation während der pro-apoptotischen Stimulation der Endothelzellen und schützt die Zellen gegenüber der Apoptose-Induktion durch TNFα. Die p21-Phosphorylierung durch Akt stellt dabei einen essentiellen Mechanismus der endothelzellprotektiven Wirkung von Akt dar, denn in Abwesenheit von p21 infolge Antisense-Transfektion vermag die Überexpression von Akt nicht mehr zu einer Senkung der endothelialen Apoptoserate nach TNFα -Stimulation führen.
• In summary, we demonstrate that Akt phosphorylates the cell cycle inhibitory protein p21 at threonine 145 and thereby regulates p21 posttranscriptionally. Akt-dependent phosphorylation of p21 at threonine 145 prevents the complex formation of p21 with PCNA. In addition, phosphorylation of p21 at threonine 145 decreases the binding of the cyclin-dependent kinases Cdk2 and Cdk4 to p21 and attenuates the Cdk2 inhibitory activity of p21, which promotes the phosphorylation of retinoblastomaprotein (pRb) and the liberation of the transcription factor E2F. These data suggest that the modulation of p21 cell cycle functions by Akt-mediated phosphorylation regulates endothelial cell proliferation in response to stimuli that activate Akt. In addition, phosphorylation of p21 at threonine 145 leads to stabilization of p21 towards caspase-dependent degradation during pro-apoptotic stimulation of endothelial cells, which protects against TNFα-induced apoptosis. Thereby, Akt-dependent phosphorylation of p21 at threonine 145 is essential for Akt survival signaling, since following p21-depletion by anti-sense transfection, overexpression of Akt-kinase does not any longer reduce TNFα-induced endothelial cell apoptosis.