Der Transkriptionsfaktor p73, ein Mitglied der p53-Tumorsuppressorfamilie, weist neben strukturellen Ähnlichkeiten zahlreiche funktionelle Gemeinsamkeiten mit p53 auf. So kann p73 an p53-Zielgene binden, sie transkriptionell aktivieren und Zellzyklusarrest sowie Apoptose induzieren. Abgesehen von diesen Transkriptions-abhängigen Effekten gibt es wenige Kenntnisse bezüglich der Mechanismen von p73 im mitochondrialen Signalweg. Das kürzlich identifizierte GRAMD4 (alias KIAA0767 oder Death-Inducing-Protein) als ein E2F1-regulierter Faktor mit pro-apoptotischer Funktion, der unabhängig vom p53-Status Zelltod induziert, transloziert in die Mitochondrien. In dieser Arbeit konnte festgestellt werden, dass GRAMD4 als ein wichtiges Verbindungsglied zwischen p73 und dem mitochondrialen Signalweg fungiert. Die Überexpression von p73, aber nicht von p53 und E2F1, führt zur Transaktivierung des GRAMD4-Promotors, zur Zunahme der endogenen GRAMD4-Expression und zu dessen Translokation. Des Weiteren interagiert GRAMD4 mit Bcl-2. Dies führt zur Translokation des pro-apoptotischen Bax an die Mitochondrien, dessen Oligomerisierung und aufgrund dessen zur Permeabilisierung der mitochondrialen Membran, welche den Ausstrom von Cytochrom C und Smac zur Folge hat. Des Weiteren induziert GRAMD4 Veränderungen in der Proteinexpression von Bax und Bcl-2. Die Arbeit zeigt zudem, dass die Überexpression des GRAMD4-Gens die Zellsensitivität für die Chemotherapeutika cDDP und 5-FU unabhängig vom p53-Status in vitro steigert. Außerdem wurde durch die Kombination der verwendeten Chemotherapeutika mit Ad.GRAMD4-Infektion die anti-tumorale Wirksamkeit in einem in vivo Nacktmausmodell verbessert. GRAMD4 stellt somit einen wichtigen Mediator in der p73-vermittelten mitochondrialen Apoptose dar.
p73, a member of the p53 tumorsuppressor family, shares high sequence similarity with p53 and shows many p53-like properties: it binds to p53-DNA target sites, transactivates p53-responsive genes and induces cell cycle arrest and apoptosis. Apart from this transcription-dependent effects, little is known about the downstream mechanism(s) by which p73 controls cell fate at the mitochondria. The previously identified GRAMD4 (alias KIAA0767 or Death-Inducing-Protein), a novel p53-independent pro-apoptotic target of E2F1, is targeted to mitochondria. In this study, it is found that p73-induced apoptosis is mediated by GRAMD4 expression and translocation to the mitochondria. Overexpression of p73, but not p53 or E2F1, leads to direct GRAMD4 promoter transactivation. It is demonstrated that this protein physically interacts with Bcl-2, promotes Bax mitochondrial relocalization and oligomerization, and is highly efficient in inducing mitochondrial membrane permeabilization with subsequent release of cytochrome c and Smac. In addition, GRAMD4 induces changes in Bcl-2 and Bax protein levels. GRAMD4 transcription is activated in response to cisplatin (cDDP) in a manner dependent on endogenous p73. Using solid tumor xenografts, ectopic expression of GRAMD4 together with cDDP resulted in enhanced cancer killing. The findings demonstrate that p73 is able to trigger apoptosis via the mitochondrial pathway by a new mechanism using pro-apoptotic GRAMD4 as mediator, and strongly support its p53-like function.