Dokument: Strukturelle Charakterisierung des Autophagie Assoziierten Proteins ATG101
| Titel: | Strukturelle Charakterisierung des Autophagie Assoziierten Proteins ATG101 | |||||||
| Weiterer Titel: | Structural studies of autophagy associated protein ATG101 | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=33642 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20150309-093835-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dipl. Biol. Michel, Max [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD. Dr. Oliver Weiergräber [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Autophagie, ATG101 | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Die Autophagie, im Speziellen die Makroautophagie, ist ein Adaptationsmechanismus jeder eukaryotischen Zelle und dient der Wiederverwertung von zellulären Bestandteilen, der Bereitstellung von Energie und Synthesebausteinen (z.B. Aminosäuren und Nukleinsäuren) und dem Schutz vor Pathogenen oder toxischen Makromolekülen. Viele Aspekte des Autophagie-Mechanismus sind inzwischen aufgeklärt, insbesondere dank der Studien an der Hefe S. cereviseae, doch finden sich einige auffällige Unterschiede zu den Mechanismen höherer Eukaryoten wie des Menschen, insbesondere in der Initiation der Autophagie. Ein genaues Verständnis der an der Autophagie beteiligten Makromoleküle ist für die Aufklärung der Mechanismen und der damit assoziierten Krankheiten essentiell. Dieses Verständnis kann durch Erforschung der beteiligten Komponenten auf atomarer Ebene, d.h. die Bestimmung ihrer dreidimensionalen Strukturen vorrangetrieben werden. Diverse Proteine der Autophagie wurden bereits strukturell untersucht. Insbesondere die für höhere Eukaryoten spezifischen Komponenten sind aber häufig unzureichend charakterisiert.
In dieser Arbeit wurde erfolgreich die Struktur von ATG101, eines essentiellen Bestandteils des für die Initiation der Autophagie verantwortlichen ULK1-Komplexes, mittels Röntgenkristallographie aufgeklärt. Aus dieser Struktur lassen sich Informationen ableiten, die das Zusammenspiel einzelner Komponenten erklären und den Fortgang der Autophagie-Initiierung in höheren Eukaryoten veständlich machen. Die korrekte Konformation des rückgefalteten Proteins wurde mittels NMR-Spektroskopie validiert. Zugleich wurden bereits NMR-Daten erzeugt, die eine Strukturbestimmung in Lösung erlauben werden. Auch wurde die NMR-Spektroskopie erfolgreich eingesetzt, um Interaktionen mit ATG13 und GABARAP zu charakterisieren. Die Einzigartigkeit der Sequenz von ATG101 im Proteom des Menschen und die Verfügbarkeit seiner 3D-Struktur machen dieses Protein zu einem attraktiven Ziel für die pharmakologische Beeinflussung der Autophagie, z.B. im Rahmen der Therapie schwerwiegender Erkrankungen wie neurodegenerativer Krankheiten und Krebs. Weitere Studien sind notwendig, um die präzise Funktion von ATG101 im ULK1-Komplex aufzuklären.Autophagy, in particular macroautophagy, is an adaptation mechanism of every eukaryotic cell, and serves the recycling of cellular components, the supply of energy and building blocks in the form of aminoacids or nucleotides and the protection from pathogens or toxic macromolecules. Many aspects of the autophagy mechanism are understood, mostly owing to studies in the yeast S. cereviseae, but this organism differs from higher eukaryots such as humans in various aspects, in particular in the initiation stage of autophagy. An exact understanding of the individual components involved in autophagy is essential for the clarification of the mechanisms and associated diseases. This understanding can be promoted by investigation of the respective ma-cromolecules at atomic level, i.e. by determination of their three-dimensional struc-tures. Various autophagy-associated proteins have been explored structurally. However, especially components specific to higher eukaryotes tend to be poorly characterized. In this project, the structure of human ATG101, an essential autophagy component of the ULK1-complex was determined successfully by means of X-ray crystallography. From this structure, information can be derived possibly explaining the interplay of individual components and the progress of autophagy initiation in higher eukaryote. The integrity of the conformation after refolding was validated by means of 2D-NMR spectroscopy. At the same time data, was acquired which will permit structure determination in solution. In addition, NMR spectroscopy was successfully used to characterise interactions of ATG101 with ATG13 and GABARAP. The uniqueness of the sequence of ATG101 in the human proteome and the availability of its structure make this protein an attractive target for pharmacological interference with autophagy, e.g. in the context of treatment of severe diseases like neuro-degenerative illnesses and cancer. Further studies will be necessary to elucidate the precise function of ATG101 in the ULK1 complex. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Physikalische Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.03.2015 | |||||||
| Dateien geändert am: | 09.03.2015 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 01.12.2014 | |||||||
| Datum der Promotion: | 03.02.2015 |
