Eigenschaften und subcelluläre Lokalisation neugebildeter Proteine menschlicher Lymphocyten in vitro mit und ohne Phytohämagglutininzusatz

Zusammenfassung

• 1. In der Lymphocytenkultur von Normalpersonen wurde ab dem 2. Tag nach Phytohämagglutininzusatz eine über unstimulierte Lymphocyten deutlich gesteigerte Proteinsynthese gefunden, die mit einem hohen RNS-Umsatz einherging. Diese Steigerung war bei einer primären Hypo-γ-Globulinämie, einer chronischen Lymphadenose und einer fortgeschrittenen Urämie weniger ausgeprägt.

• 2. Bei Inkubation der markierten Zellproteine mit Anti-Immunglobulinseren ließ sich mit Anti-IgG und Anti-IgM in unstimulierten und PHA-stimulierten Lymphocyten ein sehr geringer Teil der neugebildeten Proteine (<10%) präcipitieren. Negative Resultate ergaben Anti-IgA sowie (als Kontrollen) Anti-Transferrin-und Anti-Haptoglobinseren. Bei dem Patienten mit primärer Hypo-γ-Globulinämie war auch in der Lymphocytenkultur eine IgG- und IgM-Bildung nicht nachweisbar. Entsprechend den elektronenmikroskopischen Befunden war eine Proteinsekretion durch PHA-stimulierte Lymphocyten nicht feststellbar.

• 3. Die Fraktionierung der markierten Proteine auf Sephadex G 200 ergab nur quantitativ unterschiedliche Ergebnisse zwischen unstimulierten und stimulierten Lymphocyten. Die Bildung einer größeren Zahl verschieden molekularer Proteine war nachweisbar, der Anteil makromolekularer Proteine betrug bei stimulierten Kulturen 30,0%, bei unstimulierten 27,5%.

  Eine bevorzugte Bildung von Proteinen der 7S-Klasse war nicht festzustellen.

• 4. Zellfraktionierungsexperimente zeigten, daß nach 12stündiger Markierung mit¹⁴C- oder³H-Phenylalanin die höchste spezifische Aktivität in den Mikrosomen und im löslichen Cytoplasma nachweisbar war. Bezogen auf die Gesamtinkorporation, war jedoch der Großteil der Radioaktivität in das lösliche Cytoplasmaciweiß, in Sediment I und in die Mitochondrienfraktion eingebaut. Sephadexfraktionierung der markierten Proteine in den einzelnen subcellulären Fraktionen zeigte einen vergleichsweise hohen Anteil markierter makromolekularer Proteine in der Mikrosomen-und Mitochondrienfraktion, während im partikelfreien Überstand und im Histonen-Extrakt des Kernsedimentes niedrigermolekulare Proteine überwogen.

• 5. Parallelen zwischen den pyroninophilen Zellen der Allergie vom verzögerten Typ und PHA-stimulierten Lymphocyten werden im Hinblick auf die Proteinsynthese diskutiert.

Summary

• 1. RNA- and protein synthesis were markedly increased in cultures of human lymphocytes after addition of Phytohaemagglutinin (PHA), but this increase was less pronounced in a patient with primary agammaglobulinaemia, a chronic lymphatic leukemia and in a terminal stage of a chronic uraemia.

• 2. The proteins of PHA-stimulated and unstimulated lymphocytes were labelled with¹⁴C-phenylalanine. After incubation of the cytolysates with anti-immunglobulin-sera only a very small fraction (<10%) of the labelled proteins could be precipitated by anti-IgG and Anti-IgM in both stimulated and unstimulated cultures. With anti-IgA and (as a control) anti-transferrin and anti-haptoglobin negative results were obtained. In the patient with primary agammaglobulinaemia the defect in IgG- and IgM-synthesis has also been shown in the invitro system. A protein secretion by the PHA-stimulated lymphocytes was not detectable.

• 3. After gel-filtration of the labelled proteins on Sephadex-G-200 the results in PHA-stimulated and unstimulated lymphocytes differed only quantitatively. The synthesis of several proteins of quite different molecular size was obvious. Almost a third of the labelled proteins in PHA-stimulated and unstimulated lymphocytes belonged to macromolecular proteins.

• 4. Cell fractionation experiments showed, that after twelve hours labelling with¹⁴C- or³H-phenylalanine the highest specific activity was present in the microsomes and in the cell sap. However the largest part of the total activity incorporated was found in the cell sap. A fairly high activity was also present in the mitochondria and in sediment I. Gel-filtration of the labelled proteins in the different subcellular fractions showed, that a comparable high amount of macromolecular proteins was present in the mitochondrial and microsomal sediment, whereas labelled proteins of lower molecular size prevailed in the cell sap and the histone-extract of the nuclear sediment.

• 5. The relationship between the protein synthesis of PHA-stimulated lymphocytes and the pyroninophilic cells (as seen in transplantation reaction and in delayed type hypersensitivity) is discussed.