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dc.contributor.advisor Melchior, Frauke Prof. Dr. de
dc.contributor.author Moutty, Marie Christine de
dc.date.accessioned 2010-06-16T06:54:07Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T14:29:03Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:09Z de
dc.date.issued 2010-06-16 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B513-0 de
dc.description.abstract Dynamische posttranslationale Modifikation mit Ubiquitin-verwandten Proteinen der SUMO Familie ist ein wichtiger zellulärer Mechanismus zur Beeinflussung der Aktivität, Abundanz und Lokalisation von Proteinen. Das reversible kovalente Anhängen von SUMO an Zielproteine benötigt die katalytische Aktivität des E1-aktivierenden Enzyms, des E2-konjugierenden Enzyms, einer E3 Ligase und spezifischer Isopeptidasen. In Übereinstimmung mit der Existenz von nukleären und zytoplasmatischen SUMO-Substraten wird die enzymatische Maschinerie in beiden Kompartimenten gefunden. Dies wirft die interessante Frage auf wie diese Enzym-Pools gebildet werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die zugrundeliegenden Mechanismen der Lokalisation des SUMO E1 Komplexes zu identifizieren. Da beide Untereinheiten, Aos1 und Uba2, hauptsächlich im Kern lokalisiert sind wurde zunächst die Bildung des Kern-Pools untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass der Import in den Zellkern auf zwei Wegen erfolgen kann: Aos1 und Uba2 können über eigene Kernlokalisierungsignale unabhängig voneinander importiert werden, und der assemblierte E1 Komplex kann über das Signal von Uba2 importiert werden. In beiden Fällen wird der Import von dem Rezeptor Importin beta und dem Adaptor Importin alpha vermittelt. Funktionelle Studien zur Bildung des kleinen Pools von Aos1/Uba2 im Zytoplasma deuten darauf hin, dass die Proteine nicht aktiv vom Zellkern ins Zytoplasma exportiert werden. Da zwischen den E1-Pools im Kern und Zytoplasma kein reger Austausch stattfindet und der Anteil von zytoplasmatischem E1 sehr klein ist kann angenommen werden, dass die SUMO-aktivierende Aktivität im zytoplasma konstant gering ist. Diese Annahme warf die Frage auf, ob die intrazelluläre Lokalization des E1 Enzyms überhaupt von genereller Bedeutung für SUMOylierung in unterschiedlichen zellulären Kompartimenten ist. Mittels generierter Hefe Stämme, in denen das endogene UBA2-Gen deletiert ist und die Zellen nur durch eine entfernbare exogene Kopie des Gens am Leben erhalten werden, wurde untersucht, ob endogenes E1 durch zytoplasmatisches E1 ersetzt werden kann. Überaschenderweise kann der lethale Effekt der Deletion von endogenem E1 sowohl durch überexprimiertes nukleäres als auch zytoplasmatisches E1 aufgehoben werden. Das SUMOylierungsmuster von Hefestämmen mit nukleärem oder zytoplasmatischem E1 ist sehr ähnlich, was darauf hindeutet, dass die Lokalisation des E1 Enzyms für SUMOylierung in einem spezifischen Kompartiment nicht von entscheidender Bedeutung ist. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass mit SUMO beladenes E2 Enzym zwischen Kern und Zytoplasma pendeln kann und somit effiziente SUMOylierung in beiden Kompartimenten ermöglicht. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ de
dc.title Mechanisms of the intracellular localization of the SUMO-activating enzyme Aos1/Uba2 de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Mechanismen der intrazellulären Lokalisation des SUMO-aktivierenden Enzyms Aos1/Uba2 de
dc.contributor.referee Melchior, Frauke Prof. Dr. de
dc.date.examination 2010-05-04 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften de
dc.subject.dnb Biologie de
dc.description.abstracteng Dynamic posttranslational modification with ubiquitin related proteins of the SUMO (small ubiquitin-related modifier) family is an important cellular mechanism to alter the activity, abundance or localization of proteins. Reversible covalent attachment of SUMO to target proteins requires the catalytic activities of an E1-activating enzyme, an E2-conjugating enzyme, one of several E3 ligases as well as specific isopeptidases. Consistant with the existence of nuclear and cytoplasmic SUMO substrates, the components of the enzymatic machinery are also found in both compartments. This raises the interesting question how these pools are generated. The presented work aimed to identify the mechanisms underlying the intracellular localization of the SUMO E1 complex. Since both subunits, Aos1 and Uba2, are predominantly localized in the nucleus, I initially determined the generation of the nuclear pool. I demonstrated that nuclear import can occur in two ways: Aos1 and Uba2 can be imported independently by distinct nuclear localization signals (NLSs), and the assembled complex can be imported by the NLS of Uba2. In both cases the import is mediated by the receptor importin beta and the adaptor protein importin alpha. Functional studies concerning the generation of the minor cytoplasmic pool of Aos1/Uba2 indicated that the proteins are not actively exported from the nucleus into the cytoplasm. Since the nuclear and cytoplasmic pools of E1 are not subjected to frequent exchange and the cytoplasmic fraction of E1 is very small I reasoned that the SUMO activating acitvity in the cytoplasm would be constantly low. This raised the question whether the E1 s intracellular localization is at all of general importance for SUMOylation in different cellular compartments. With yeast UBA2 shuffle strains, in which the endogenous UBA2 gene is deleted and cells are kept alive by a removable exogenous copy, I studied the ability of cytoplasmic E1 to substitute for endogenous E1. Surprisingly, deletion of endogenous E1 can be rescued both by exogenous cytoplasmic or nuclear E1. Yeast strains with either cytoplasmic or nuclear E1 exhibit similar modification patterns, indicating that the localization of E1 might not determine compartment specific SUMOylation. These findings suggest that thioester charged Ubc9 may shuttle to and allow efficient SUMOylation both in the nuclear and cytoplasmic compartment. de
dc.contributor.coReferee Ficner, Ralf Prof. Dr. de
dc.contributor.thirdReferee Doenecke, Detlef Prof. Dr. de
dc.subject.topic Molecular Biology & Neurosciences Program de
dc.subject.ger SUMO de
dc.subject.ger E1 de
dc.subject.ger aktivierendes Enzym de
dc.subject.ger Aos1 de
dc.subject.ger Uba2 de
dc.subject.ger intrazelluläre Lokalisation de
dc.subject.ger Kerntransport de
dc.subject.eng SUMO de
dc.subject.eng E1 de
dc.subject.eng activating enzyme de
dc.subject.eng Aos1 de
dc.subject.eng Uba2 de
dc.subject.eng intracellular localization de
dc.subject.eng nuclear transport de
dc.subject.bk 42.13 de
dc.subject.bk 35.70 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2501-6 de
dc.identifier.purl webdoc-2501 de
dc.affiliation.institute Göttinger Graduiertenschule für Neurowissenschaften und molekulare Biowissenschaften (GGNB) de
dc.subject.gokfull WF 200: Molekularbiologie de
dc.identifier.ppn 636338959 de

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