dc.contributor.advisor | Braus, Gerhard Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Herzog, Britta | de |
dc.date.accessioned | 2013-01-30T11:31:29Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:51:29Z | de |
dc.date.issued | 2011-10-17 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-000D-F1DB-8 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3548 | |
dc.description.abstract | In der Bäckerhefe Saccharomyces
cerevisiae existieren zwei gut erforschte Signalwege, die
‘Allgemeine Kontrolle der Aminosäurebiosynthese’ (GAAC) und die
‘Antwort auf ungefaltete Proteine’ (UPR), die im Vergleich zu
Säugetieren zwar nicht essentiell, aber für die Hefe dennoch von
großer Bedeutung sind, um sich an unterschiedliche Umwelt- und
Stressbedingungen anzupassen. Der bZIP Transkriptionsfaktor Gcn4p
ist der zentrale Regulator der GAAC und aktiviert unter
Aminosäuremangel die Transkription vieler Gene aus Aminosäure- und
Purinbiosynthesewegen. Des Weiteren ist Gcn4p an der Regulation des
Zellwandproteins Flo11p beteiligt, das sowohl für das diploide
Pseudohyphenwachstum, als auch für das adhäsive Wachstum unter
Nährstoffmangel erforderlich ist. Diese doppelte Funktion als
metabolischer und Entwicklungsaktivator konnte durch eine Gcn4p
Variante getrennt werden, welche eine einzige
Aminosäuresubstitution im Leucin-Zipper aufweist,
Gcn4pL267S. Diese Mutation führt dazu, dass die
FLO11 Expression zwar unterdrückt wird, aber die
transkriptionelle Aktivität für die Induktion der
Aminosäurebiosynthesegene ausreicht. Gcn4pL267S
beeinträchtig die Homodimerbildung und stellt, verglichen zum
Wildtyp-Protein, ein stabileres Protein dar. Der Austausch von
Leu253 gegen einen Helixbreaker führt zu einem inaktiven, aber sehr
stabilen Transkriptionsfaktor. Dies ist auf eine
Feedback-Regulation zurückzuführen, in der Gcn4p an der Regulation
von Pcl5p beteiligt ist, welches wiederum für den Abbau von Gcn4p
benötigt wird. Da Gcn4pL253G nicht in der Lage ist,
Pcl5p zu aktivieren, unterdrückt es folglich seinen eigenen Abbau.
Hac1p gehört wie Gcn4p zu der Gruppe der bZIP
Transkriptionsfaktoren und nimmt eine wichtige Rolle im UPR System
der Hefe ein. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen auf eine bisher
unbekannte Rolle von Hac1p im Netzwerk der GAAC hin. Hac1p ist
nicht nur in der Lage Gcn4p spezifische Zielgene zu aktivieren,
sondern ist auch an der Regulation von Flo11p beteiligt. Aufgrund
der reduzierten FLO11 Expression können diploide
hac1-Deletionsstämme weder unter Aminosäuremangel adhäsiv
wachsen, noch unter Stickstoffmangel Pseudohyphen ausbilden.
Analysen des FLO11 Promotors weisen auf ein Promotorelement
hin, dass von Hac1p und Gcn4p unter Aminosäuremangel beeinflusst
wird. Für dieses Element wurde schon zuvor eine
Aminsäuremangel-abhängige Funktion beschrieben. Spezifische
Stresssituationen des jeweiligen Transkriptionsfaktor bewirken die
Repression des jeweils anderen. Erste Ergebnisse deuten auf neue
Erkenntnisse bzgl. der Hac1p Regulation hin, die von klinischem
Interesse sein könnte, da das UPR System auch an der
Tumorentwicklung in Säugern beteiligt ist. | 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 | Metabolic and developmental functions of the transcription factor Gcn4p of Saccharomyces cerevisiae | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Die metabolischen und Entwicklungsfunktionen des Transkriptionsfaktors Gcn4p von Saccharomyces cerevisiae | de |
dc.contributor.referee | Braus, Gerhard Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2010-10-27 | de |
dc.subject.dnb | 570 Biowissenschaften, Biologie | de |
dc.subject.gok | WF 000 | de |
dc.subject.gok | WJ 000 | de |
dc.subject.gok | WJL 000 | de |
dc.description.abstracteng | The bakers’ yeast Saccharomyces
cerevisiae executes two well established pathways, the ‘General
Amino Acid Control’ (GAAC) and the ‘Unfolded Protein Response’
(UPR), which are in contrast to mammals not essential but enable
yeast cells to adapt to environmental changes and different stress
conditions. The bZIP transcription factor Gcn4p represents the
global key regulator of the GAAC and herein regulates transcription
of numerous metabolic genes of amino acid or purine biosynthesis in
response to amino acid starvation. Gcn4p is also involved in the
regulation of the developmental cell-surface flocculin Flo11p,
which is required for diploid pseudohyphae formation and for
adhesion upon nutrient starvation. This dual function as metabolic
and developmental activator could be separated by a Gcn4p variant
carrying a single amino acid substitution in its leucine zipper,
Gcn4pL267S. This mutation abolishes FLO11
expression and results in a reduced but sufficient transcriptional
activity for the induction of amino acid biosynthetic genes.
Gcn4pL267S is impaired in homodimer formation and
presents a significantly more stable protein compared to wild type
Gcn4p. A helix breaker substitution in Leu253 results in a
transcriptionally inactive, but highly stable protein variant. This
is due to a feedback circuit between transcriptional activity of
Gcn4p and its own stability, which depends on the Gcn4p-controlled
cyclin Pcl5p. Gcn4pL253G reduces the expression of Pcl5p
and therefore its own degradation. Hac1p plays an important role in
the yeast UPR system and represents a bZIP transcription factor,
alike Gcn4p. This work presents first evidence for a so far unknown
function of Hac1p in the GAAC. Hac1p is not only able to activate
Gcn4p specific target genes, but also FLO11 expression is
reduced in yeast cells deleted for HAC1 and diploids can
neither grow adhesively when starved for amino acids nor develop
pseudohyhae upon nitrogen starvation. Promoter analysis of
FLO11 identified a promoter element influenced by both,
Hac1p and Gcn4p, in response to amino acid starvation that was
previously identified to confer regulation by amino acid
starvation. Transcription factor specific stress situations result
in repression of the respective antagonist. First results indicate
novel evidence in Hac1p regulation, which might be of clinical
interest due to the involvement of the UPR system in tumorogenesis
in mammal ian. | de |
dc.contributor.coReferee | Hoppert, Michael PD Dr. | de |
dc.subject.topic | Biology (incl. Psychology) | de |
dc.subject.ger | Hefe | de |
dc.subject.ger | Saccharomyces cerevisiae | de |
dc.subject.ger | Adhäsion | de |
dc.subject.ger | Gcn4p | de |
dc.subject.ger | Hac1p | de |
dc.subject.ger | Transkriptionsfaktor | de |
dc.subject.ger | GAAC | de |
dc.subject.ger | UPR | de |
dc.subject.eng | yeast | de |
dc.subject.eng | Saccharomyces cerevisiae | de |
dc.subject.eng | adhesion | de |
dc.subject.eng | Gcn4p | de |
dc.subject.eng | Hac1p | de |
dc.subject.eng | transcription factor | de |
dc.subject.eng | GAAC | de |
dc.subject.eng | UPR | de |
dc.subject.bk | 42.13 | de |
dc.subject.bk | 42.30 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3181-4 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-3181 | de |
dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät | de |
dc.identifier.ppn | 722199538 | de |