Navigation ▼

Show simple item record

dc.contributor.advisor Bähr, Mathias Prof. Dr. de
dc.contributor.author Krumova, Petranka de
dc.date.accessioned 2010-01-18T06:53:43Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T14:28:09Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:09Z de
dc.date.issued 2010-01-18 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B50A-6 de
dc.description.abstract SUMOylierung ist eine posttranslationale Modifikation, bei der in einem hochdynamischen Prozess das kleine ubiquitinähnliche Protein SUMO (small ubiquitin-like modifier protein) kovalent an ein Substrat gebunden wird und dessen spezifische Eigenschaften wie die Aktivität, strukturelle Konformation oder Lokalisation verändert. Posttranslationale Modifikationen wie die SUMOylierung sind essentiell für Signaltransduktionswege im zentralen Nervensystem (ZNS). Ihre präzise Kontrolle ist von zentraler Bedeutung für die Lebensfähigkeit, Funktion und Konnektivität von Neuronen.In den letzten Jahren wurden einige neuronspezifische SUMO-Substrate entdeckt, wobei sehr wenig über die Rolle der SUMOylierung bei neuronalem Zelltod und Überleben bekannt ist. Wir zeigen in vitro und in verschiedenen Zelllinien, dass alpha-Synuklein von SUMO1 und SUMO2 kovalent gebunden wird. Darüber hinaus konnten wir in vivo SUMOyliertes alpha-Synuklein im Gehirn von Mäusen nachweisen.Die massenspektrometrische Analyse von in vitro SUMOyliertem alpha-Synuklein ergab, dass 11 Lysinreste als SUMO-Bindungsstellen dienen. In detaillierteren Mutagenese-Experimenten wurden K96 und K102 als maßgebliche alternative SUMOylierungsstellen in alpha-Synuklein identifiziert.In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die kovalente Bindung von SUMO die alpha-Synuklein-induzierte Toxizität und Aggregation reguliert. Die SUMO-Bindung an alpha-Synuklein führte in vitro zur Inhibierung der Amyloid-Fibrillenbildung. Die Mutation der zwei maßgeblich SUMOylierten Lysinreste verschärfte die alpha-Synuklein-induzierte Zytotoxizität im Parkinsonmodel der Ratte. Dieses Ergebnis demonstriert, dass die endogene SUMOylierung an den Akzeptorstellen K96/K102 von alpha-Synuklein dessen Neurotoxizität auf dopaminerge Neuronen in der SNpc in vivo umfassend reduziert.In Übereinstimmung mit den in vivo im Parkinsonmodel erhaltenen Ergebnissen zeigten in vitro-Versuche in HEK-Zellen, dass die Reduzierung von SUMOyliertem alpha-Synuklein zu einer erhöhten Aggregationsbildung und Zelltodrate führte.Die vorliegende Arbeit präsentiert die SUMOylierung als neuartigen Faktor bei der Modulation der für Parkinson relevanten charakteristischen Eigenschaften von alpha-Synuklein, der Neurotoxizität und Fibrillenbildung, und weist auf eine mögliche krankheitsrelevante Funktion der SUMOylierung im ZNS hin. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/de/ de
dc.title SUMOylation modulates α-synuclein toxicity and fibril formation de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated SUMOylierung verändert die Toxizität und Fibrillenbildung von α-Synuklein de
dc.contributor.referee Melchior, Frauke Prof. Dr. de
dc.date.examination 2009-06-03 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften de
dc.subject.dnb Biologie de
dc.description.abstracteng SUMOylation is a highly dynamic posttranslational modification in which covalent attachment of the small ubiquitin-like modifier protein (SUMO) is modulating different substrate specific properties - activity, structural conformation or localization. Posttranslational modifications including SUMOylation are essential parts of signalling pathways in the central nervous system (CNS). Their tight control is of crucial importance for maintaining neuronal cell function, connectivity and viability.A few neuronal specific SUMO substrates have been discovered in the last years but very little is known about the role of SUMOylation in neuronal cell death and survival. We show that α-synuclein is SUMO1 and SUMO2 conjugated in vitro and in different cell lines. Moreover, we found SUMOylated α-synuclein in the mouse brain in vivo.Mass spectrometry analysis of in vitro SUMOylated α-synuclein revealed eleven lysine residues as SUMO conjugation sites. More detailed mutagenesis experiments identified K96 and K102 as the major alternative SUMOylation site in α-synuclein.This work reports that covalent attachment of SUMO is regulating α-synuclein induced toxicity and aggregation. SUMO conjugation to α-synuclein led to inhibition of amyloid fibril formation in vitro. Mutations in the two SUMO consensus lysine residues exacerbated α-synuclein induced cytotoxicity in the rat Parkinson s disease (PD) model. This result demonstrates that endogenous SUMOylation of α-synuclein at the consensus K96/K102 SUMO acceptor site(s) greatly reduces its neurotoxicity on dopaminergic SNpc neurons in vivo.In agreement with the results obtained in the in vivo PD model, in vitro assay in HEK cells showed that reduction in α-synuclein SUMOylation levels results in increased aggregate formation and cell death rate.This work presents SUMOylation as a novel factor modulating the most prominent PD-related characteristics of α-synuclein, neurotoxicity and fibril formation, and reveals a potential disease-related function of SUMOylation in the CNS. de
dc.contributor.coReferee Brose, Nils Prof. Dr. de
dc.subject.topic Molecular Biology & Neurosciences Program de
dc.subject.ger sumoylierung de
dc.subject.ger synuklein de
dc.subject.ger neurodegeneration de
dc.subject.ger aggregation de
dc.subject.ger toxizität de
dc.subject.eng sumoylation de
dc.subject.eng synuclein de
dc.subject.eng neurodegeneration de
dc.subject.eng aggregation de
dc.subject.eng toxicity de
dc.subject.bk 42.13 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2346-6 de
dc.identifier.purl webdoc-2346 de
dc.affiliation.institute Göttinger Graduiertenschule für Neurowissenschaften und molekulare Biowissenschaften (GGNB) de
dc.subject.gokfull WF 200: Molekularbiologie de
dc.identifier.ppn 635411172 de

Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record