Identifizierung und Charakterisierung von thermostabilen Uracil Glykosylasen von Archaeon Methanobacterium thermoautotrophicum und Bakterium Thermus thermophilus

Identification and characterization of thermostable uracil glycosylases from the archaeon Methanobacterium thermoautotrophicum and the bacterium Thermus thermophilus

by Vytaute Starkuviene
Doctoral thesis
Date of Examination:2001-10-30
Date of issue:2002-05-22
Advisor:Prof. Dr. Hans-Joachim Fritz
Referee:Prof. Dr. Axel Zeeck
Referee:Prof. Dr. Wolfgang Liebl
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-137

 

 

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Description:Dissertation

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Abstract

English

Hydrolytic deamination reactions of cytosine and 5-methylcytosine results in highly mutagenic U/G and T/G mismatches, respectively. These processes are especially pronounced at high temperatures and present serious threats to genomic integrity for thermophiles. It is believed, that the respective damages are repaired by the base excision machinery (BER) which involves the action of uracil and T/G, U/G mismatches specific DNA glycosylases. With the aim to deepen knowledge about U/G and T/G removing enzymes, the focus of this work was done on isolation and enzymatic characterisation of several novel uracil glycosylases from two thermophilic microorganisms: archaeon Methanobacterium thermoautotrophicum DH and bacteria Thermus thermophilus HB27. In vivo role of characterised proteins was discussed by combining the enzymatic data with the comparative genomic analysis.
Keywords: DNA damage; DNA hydrolysis at high temperatures; uracil DNA glycosylase; multiple substrate kinetics

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Die hydrolytischen Deaminationsreaktionen von Cytosin und 5-Methylcytosin bewirken hochmutagene U/G und T/G "Fehlpaarungen". Diese Prozesse sind besonders bei hohen Temperaturen betont und stellen eine ernste Bedrohung der genomischen Integrität der Thermophiles dar. Als der Hauptreparaturmechanismus wurde die "Basenexcisionsreparatur" (BER) vorgeschlagen und die Wirkung von Uracil und T/G, U/G "Fehlpaarungen" spezifischen DNA-Glycosylasen postuliert. Mit dem Ziel das Wissen über U/G und T/G entfernende Enzyme zu vertiefen, lag der Fokus dieser Arbeit in der Isolierung und enzymatischen Charakterisierung unterschiedlicher und neuartiger Uracylglycosylasen zweier thermophiler Mikroorganismen: Archeon Methanobacterium thermoautotrophicum DH und Bakterium Thermus thermophilus HB27. Die in vivo Rolle der charakterisierten Proteine wurde anhand der Kombination der enzymatischen Daten mit der vergleichenden Genomanalyse diskutiert.
Schlagwörter: DNA Schaedigung; Hydrolytische Desaminierung von DNA bei hochen Temperaturen; Uracil-DNA-Glykosylase; Multiple Substratekinetiken
 
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