Identifizierung und Charakterisierung von Endosialin, einem C-Typ Lektin-ahnlichen Rezeptor auf Tumorendothel

Abstract

Endosialin wurde als ein 165 kDa Zelloberflächenantigen durch den monoklonalen Antikörper FB5 identifiziert (Rettig et al., 1992). Immunhistochemische Versuche mit diesem Antikörper auf humanen Geweben zeigten eine selektive Expression des Antigens auf Blutgefäßen von 67 aller getesteten Tumorgewebe. Für die biochemische und funktionelle Charakterisierung dieses Antigens sollte die Endosialin-exprimierende Neuroblastomzellinie LA1-5s als Quelle für eine Proteinaufreinigung dienen. Das gereinigte Protein wurde tryptisch verdaut und die Aminosäuresequenz von sechs isolierten Peptiden in der anschließenden Edman-Sequenzierung bestimmt. Ein Prosite-Pattern-Search mit den erhaltenen Sequenzen führte zur Identifizierung eines 330 bp langen EST-Klons (AI371224), dessen korrespondierende Aminosäuresequenz mit fünf der sechs Peptide übereinstimmt. Die Sequenzierung des kompletten EST-Klons und Datenbanksuchen nach weiteren EST-Klonen führten zur Identifizierung eines offenen Leserasters mit einem Stop-Codon und einem putativen Polyadenylierungssignal am 3' Ende. Das putative Start–ATG wurde mit Hilfe der 5'-RACE-Technologie isoliert. Die Endosialin cDNS besteht aus einem offenen Leseraster von 2274 bp und kodiert für ein Typ I Transmembranprotein mit 757 Aminosäuren. Bioinformatische Analysen ergeben, daß das Protein aus einem globulären Teil (C-Typ-Lektin Domäne, Sushi Domäne, drei EGF-Repeats) und einem nicht globulären Teil (Mucin-ähnliche Domäne, Transmembranregion und ein kurzer intrazellulärer Bereich) besteht. Im globulären Teil weist das Protein eine 39 ige Homologie zu Thrombomodulin und eine 33 ige Homologie zu C1qR auf. Rekombinantes in HeLa-S3 Zellen exprimiertes Endosialin wird ebenso wie endogen–exprimiertes Protein vom monoklonalen Antikörper FB5 erkannt und zeigt eine deutliche Membranlokalisation, sowie eine Färbung eines perinukleären Kompartiments. Das Proteins ist durch einen hohen Anteil O-gebundener Zucker, insbesondere Sialinsäure, modifiziert.

Endosialin, the antigen identified with monoclonal antibody FB5, is a highly restricted 165-kDa cell surface glycoprotein expressed by tumor blood vessel endothelium in a broad range of human cancers, but not detected in blood vessels or other cell types in many normal tissues. Functional analysis of endosialin has been hampered by a lack of information about its molecular structure. In this study, we describe the purification and partial amino acid sequencing of endosialin, leading to the cloning of a full-length cDNA with an open reading frame of 2274 base pairs. The endosialin cDNA encodes a type I membrane protein of 757 amino acids with a predicted molecular mass of 80.9 kDa. The sequence matches with an EST of unknown function in public databases, named TEM1, which was independently linked to tumor endothelium by serial analysis of gene expression profiling. Bioinformatic evaluation classifies endosialin as a C-type lectin-like protein, composed of a signal leader peptide, five globular extracellular domains (including a C-type lectin domain, one domain with similarity to the sushi/ccp/scr pattern, and three EGF repeats), followed by a mucin-like region, a transmembrane segment and a short cytoplasmic tail. Carbohydrate analysis shows that the endosialin core protein carries abundantly sialylated, O-linked oligosaccharides and is sensitive to O-sialoglycoprotein endopeptidase, placing it in the group of sialomucin-like molecules. The N-terminal 360 amino acids of endosialin show homology to thrombomodulin, a receptor involved in regulating blood coagulation, and to complement receptor C1qRp. This structural kinship may indicate a function for endosialin as a tumor endothelial receptor for as yet unknown ligands, a notion now amenable to molecular investigation.