Dokument: Plasmamembran-assoziiertes Adaptorprotein Ste50 moduliert G-Protiein und MAP Kinasen Signaling in der Hefe Saccharomyces cerevisiae

Titel:	Plasmamembran-assoziiertes Adaptorprotein Ste50 moduliert G-Protiein und MAP Kinasen Signaling in der Hefe Saccharomyces cerevisiae
Weiterer Titel:	Plasma membrane associated Adaptorprotein Ste50 modulates G-Protein and MAP Kinase Signaling in the yeast Saccharomyces cerevisiae
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=11667
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20090630-094408-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Bernsmeier, Nicolas [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,48 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 24.06.2009 / geändert 24.06.2009
Beitragende:	PD Dr. Ramezani-Rad, Massoud [Gutachter] Prof. Dr. Jaeger, Karl-Erich [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Ein zentrales Thema der Biologie ist die Fragestellung, wie Zellen externe Signale zu einer adäquaten Antwort verarbeiten. Eukaryotische Zellen benutzen für die Signalweiterleitung konservierte Signalwege, einer dieser ist der Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK)-Weg. Die MAPK-Wege sind eng mit rezeptorassozierten G-Proteinen verbunden. In dieser Arbeit wurde das Protein Ste50 untersucht, das ein essentielles Komponente der drei MAPK-Signalwege der Hefe ist: den Pheromon-Antwortweg, den filamentöses Wachstumsweg und den HOG-Signalweg (high osmolarity glycerol). Ste50 ist ein regulatorisches Adaptorprotein. Es bindet einerseits an rezeptorassozierte G-Protein Effektoren, um sich mit dem Ligand-Rezeptorkomplexen an der Plasmamembran zu verknüpfen, und andererseits bindet es an die MAPKKK Ste11 um die Aktivierung des MAPK-Signalkomplexes zu modulieren. Ste50 besteht aus drei distinkten Bereichen - die sterile-alpha-motif (SAM)-Domäne, einen Serin/Threonin reichen Teil und eine Ras-associated (RA)-Domäne. In dieser Arbeit wurde die Auswirkung von Mutationen innerhalb der RA-Domäne von Ste50 untersucht. Hierbei wurde festgestellt, dass durch Austausch bestimmter Aminosäuren ein kompletter Funktionsverlust in allen drei untersuchten Wegen stattfindet. In diesem Zusammenhang wurde untersucht, ob sich die Mutationen auf die Interaktion zwischen Ste50 und den G-Proteinen Ras1, Ras2, Cdc42 und dem Transmembranprotein Opy2 auswirken. Es stellte sich heraus, dass nur eine Mutante nicht mit Cdc42 interagiert und keine der drei Mutanten eine Interaktion mit Ras1, Ras2 oder Opy2 zeigt. Es konnte auch gezeigt werden, das Ste50 Stärker mit Ras2val19, dominant aktivierte Form von Ras2 interagiert als mit Ras2. Die Untersuchungen der Auswirkung einer Rekrutierung von Ste50 an der inneren Zellmembran (nste50FAR) auf dessen Funktion als Modulator der drei Signalwege ergaben differenzierte Antworten. Die Osmostressantwort (HOG-Signalweg) war von der nste50FAR nicht beeinflusst, während es zu einer Abschwächung der Signaltransduktion in der Pheromonantwort führte. Für filamentöses Wachstum zeigte es sich ein gegensätzlicher Effekt. So wurde filamentöses Wachstumsweg durch nste50FAR verstärkt und mehr anhaltend aktiviert und es komplimentierte zudem der filamentöses Wachstumsdefekt der RAS2 Deletionsmutante. Untersuchungen zur Lokalisierung von nste50FAR ergaben, dass sich die Verteilungsmuster von GFP-nSte50FAR an der Zellmembran durch Induktion des HOG-Signalwegs verändern und dass diese Veränderung in Zusammenhang mit der PAK-ähnliche Kinase Ste20 steht. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Funktion von Ste50 und somit der RA-Domäne über eine einfache Rekrutierung der Signal-Komponenten zu einem Komplex hinausgeht und die Dauer und Stärke der Signalweiterleitung mitbestimmen. How cells interpret external signals and react adequately to the stimulus is one of the central questions of Biology. Eukaryotic cells use conserved signalling pathways for signal transmission. One of these pathways is the mitogen activated protein kinase (MAPK) pathway. The MAPK pathways are closely connected to receptor associated G-Proteins. In this study, we have investigated the protein Ste50, which is an essential component of three MAPK signalling pathways in yeast: the pheromone response pathway, the filamentous growth pathway and the High Osmolarity glycerol (HOG) pathway. Ste50 is a regulatory adaptor protein. On the one hand it binds to membrane associated G-protein effectors to connect with ligand-receptor complexes at the plasma membrane and on the other hand it binds to the MAPKKK Ste11 in order to modulate the activation of the MAPK signalling complexes. Ste50 consists of three distinct regions – the sterile alpha motif (SAM) domain, a serine/threonine rich region and a Ras associated (RA) domain. In this study, the effect of mutations within the RA-domain of Ste50 was addressed. It has been found that single amino acids exchanges in RA domain resulted in a complete loss of function within all three tested signalling pathways. In this context we analyzed whether these mutations influence the Interaction between Ste50 and the small G-proteins Ras1, Ras2, Cdc42 and the transmembrane protein Opy2. None of them showed an interaction with Ras1, Ras2 or Opy2, but only one of the three mutants could not interact with Cdc42. It could further be shown that interaction between Ste50 and Ras2val19, a dominant activated form of Ras2, was stronger than between that and Ras2. Investigation of the effects of artificial recruitment of Ste50 to plasma membrane (nste50FAR) yielded differentiated responses through the three MAPK-mediated pathways. The osmostolerance was not altered by nste50FAR, while it resulted in a reduced signal transduction by the pheromone response pathway. In contrast, nste50FAR resulted in strengthened and more sustained activation of the filamentous growth signalling, which could complement the filamentous growth defect of RAS2 deletion mutant. A localisation study of nste50FAR showed that the distribution pattern of GFP-nSte50FAR is altered by induction of the HOG-pathway and these changes are influenced by PAK-like kinase Ste20. This study shows that the function of Ste50 and its RA-domain exceeds simple recruitment of pathway components to a complex and influences the strength and duration of the signal transduction.
Rechtliche Vermerke:	Aus patentrechtl. Gründen bis 31.12.2009 zurückgestellt
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Mikrobiologie
Dokument erstellt am:	02.07.2010
Dateien geändert am:	24.06.2009
Promotionsantrag am:	26.05.2009
Datum der Promotion:	26.05.2009