Tau-Protein

Tau wird durch das MAPT-Gen kodiert, das auf Chromosom 17 liegt. Durch alternatives Splicing entstehen sechs Isoformen des Proteins. Sie unterscheiden sich in der Anzahl bestimmter Domänen am C-Terminus und am N-Terminus. C-terminal enthalten die Isoformen drei (3R) oder vier (4R) Mikrotubuli-bindende Domänen. N-terminal liegt eine Domäne mit unbekannter Funktion kein-, ein- oder zweimal vor. Daraus ergeben sich die sechs Kombinationen 3RN0, 3RN1, 3RN2, 4RN0, 4RN1 und 4RN2. Die kleinste Isoform (3RN0) hat ein Molekulargewicht von 36,7 kDa, die größte (4RN2) von 54,9 kDa. Alle Isoformen werden vorwiegend in Neuronen im ZNS exprimiert.

Das Tau-Protein besitzt einen hohen Anteil basischer Aminosäuren. Dadurch ist es sehr hydrophil und nimmt im Gegensatz zu vielen anderen zytosolischen Proteinen keine kompakte Struktur ein. Es besitzt wenige sekundäre Strukturen und wird als nativ ungefaltet bezeichnet. Das Protein ist an zwei bis drei Aminosäureresten phosphoryliert.

Die Tau-Proteine sind zum größten Teil in den Axonen von Neuronen zu finden. In Oligodendrozyten, Astrozyten und anderen nicht-neuronalen Zellen ist es in geringeren Mengen vorhanden. Die Isoformen des Tau-Proteins werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten exprimiert, was darauf hindeutet, dass sie für die Entwicklung des Gehirns wichtig sein könnten.

Durch die Bindung an die Mikrotubuli stabilisiert und reguliert Tau die Polymerisation der Filamente, indem es die Dissoziation der Tubuline an beiden Enden verringert. Dabei binden die 3R-Isoformen mit geringerer Affinität an die Mikrotubuli als die 4R-Isoformen. Aufgrund von In-vivo-Studien wird vermutet, dass Tau-Proteine neben der Stabilisierung auch an der Bildung von Mikrotubuli-Filamenten beteiligt sind.

Die Interaktion von Tau mit anderen Proteinen ist Gegenstand aktueller Forschung. Es wird. u.a. vermutet, dass die Interaktion mit der Proteinkinase Fyn die Zellkommunikation von Neuronen sowie die Ausdehnung von Oligodendrozyten beeinflusst.

Durch eine übermäßige Phosphorylierung (Hyperphosphorylierung) von Tau kann es zu einer unkontrollierten Aggregation der Proteine kommen. Es resultieren sogenannte neurofibrilläre Tangles (auch Alzheimer-Fibrillen genannt), die sich bei der Alzheimer-Krankheit und anderen Tauopathien nachweisen lassen. Als Teil der Demenzdiagnostik werden die Werte von Gesamt-Tau, Phospho-Tau und β-Amyloid im Liquor bestimmt.