β-Catenin

Zellkontakte

β-Catenin stellt hierfür eine Verbindung zwischen der zytosolischen Domäne des Zelladhäsionsmoleküls Cadherin und dem Aktin des Zytoskeletts her. Die Zellkontakte sind dabei nicht als starre Gebilde zu begreifen, sondern als dynamische Interaktion, die abhängig von der Lokalisation und dem Differenzierungsstadium der Zelle ist – umgekehrt aber auch selbst wieder einen Einfluss darauf ausüben kann. Durch Phosphorylierungen kann die Stabilität der Verbindung zwischen Catenin und Cadherin moduliert werden.

Wnt-Signalweg

In Abwesenheit des extrazellulären Wachstumsfaktors Wnt liegt β-Catenin gebunden von einem Multiproteinkomplex (destruction complex) vor, kann dadurch phosphoryliert und anschließend ubiquitinyliert und im Proteasom abgebaut werden. Damit ist die β-Catenin-Konzentration sehr gering und der Wnt-Signalweg inaktiv.

Durch die Bindung von Wnt an seinen Rezeptor aus der Frizzled-Familie wird die Phosphorylierung und damit der schnelle Abbau von β-Catenin unterbunden. β-Catenin reichert sich daraufhin im Zytosol und auch im Zellkern an. Im Zellkern kann es an Transkriptionsfaktoren binden, woraufhin Gene exprimiert werden, die wichtig für die Zellteilung sind (beispielsweise das Cyclin-D-Gen).

β-Catenin wird durch einen speziellen Zerstörungskomplex für die Ubiquitinierung vorbereitet. Anschließend erfolgt der Abbau in Proteasomen. Der Zerstörungskomplex setzt sich aus folgenden Proteinen zusammen:

• Conductin (AXIN2)
• APC-Protein (APC)
• Proteinphosphatase 2A (PP2A)
• Glycogensynthase-Kinase 3 (GSK3)
• Caseinkinase 1α (CK1α)

Der Wnt-Signalweg ist insbesondere durch seine stimulierende Wirkung auf die Zellteilung ein wichtiger Signalweg bei Krebserkrankungen und hier häufig verstärkt aktiv. Ursächlich für die vermehrte Aktivität des Wnt-Signalweges kann eine Mutation im β-Catenin sein. β-Catenin verliert dadurch meist eine Phosphorylierungsstelle und kann somit nicht mehr abgebaut werden. Der Wnt-Signalweg ist dann unabhängig von exogenen Stimuli konstitutiv aktiv.

β-Catenin-Mutationen lassen sich insbesondere bei Hirn-, Magen-, Haut- und Lebertumoren und kolorektalen Karzinomen finden. Beim kolorektalen Karzinom sind häufig auch das APC-Protein und Axin-2 mutiert.