Dokument: Mechanism of RHOGDI: Regulation and dysregulation of RHO GTPase membrane trafficking
| Titel: | Mechanism of RHOGDI: Regulation and dysregulation of RHO GTPase membrane trafficking | |||||||
| Weiterer Titel: | RHOGDI Mechanismus: Regulation und Fehlregulation des RHO GTPasen Membrantransports | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=50070 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200716-093137-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Akbarzadeh, Mohammad [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Ahmadian, Reza [Gutachter] Prof. Dr. Groth, Georg [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Displacement factors; electrostatic interaction; membrane cycling; RHO GTPases; spatio-temporal regulation; specificity | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Studien in den letzten drei Jahrzehnten haben die Rolle des Guaninnukleotid-Dissoziationsinhibitors-1 (GDI1) in der Regulation der raumzeitlichen Dynamik von GTPasen der RHO-Familie dokumentiert. Um das bislang ungeklärte Zusammenspiel von kinetischem Mechanismus und Spezifität aufzuklären, wurde die GDI1-gesteuerte räumliche Trennung von geranylgeranylierten RHO GTPasen in vitro rekonstituiert. Hierbei wurden verschiedene biochemische und biophysikalische Messungen durchgeführt, einschließlich der geschwindigkeitskonstanten der Assoziation und der Dissoziation der RHO GTPasen von den auf einer Sensoroberfläche immobilisierten Liposomen mittels Oberflächenplasmonenresonanz (SPR). Dementsprechend ergaben die in dieser Studie durchgeführten Untersuchungen eine Reihe verschiedener Befunde: (1) Ein elektrostatischer Mechanismus bestimmt die Interaktionsspezifität zwischen der C-terminalen polybasischen Region von RHO-GTPasen und zwei verschiedenen negativ geladenen Clustern von GDI1. Somit unterliegt die GDI1-regulierte Verdrängung der RHO-GTPasen von der Membran einem 3-Schritt-Mechanismus. (2) Eine de-novo-Missense-Mutation von CDC42, einem Mitglied der RHO-GTPase-Familie, unterbricht die elektrostatische Bindungsschnittstelle mit GDI und verursacht somit eine neuartige hämatologische und autoinflammatorische Störung beim Menschen. (3) Ein kleinmolekularer Inhibitor von GDI1 interferiert mit der Assoziation der Geranylgeranyl-Einheit der RHO-GTPasen und verursacht eine RHO-GTPase-Aktivierung in Reaktion auf den Hedgehog-Stoffwechselweg. Zusammenfassend verbessert diese Studie unser Wissen über eine selektive Funktion von GDI1 als raumzeitlicher Regulator von GTPasen der RHO-Familie erheblich.
Studies in the last three decades have documented the role of guanine nucleotide dissociation inhibitor-1 (GDI1) in the regulation of spatio-temporal dynamics of RHO family GTPases. To tackle the unresolved interplay of kinetic mechanism and specificity, the GDI1-controlled spatial segregation of geranylgeranyl RHO GTPases was reconstituted in vitro, by calculating various biochemical and biophysical parameters, including on and off rates of RHO displacement from immobilized liposomes on the sensor chip of a surface plasmon resonance (SPR) instrument. Accordingly, our results showed: (1) An electrostatic mechanism determines interaction specificity between the C-terminal polybasic region of RHO GTPases and two distinct negatively charged clusters of GDI1. Thus, the GDI1-regulated displacement of RHO GTPases from the membrane underlies a 3-step mechanism. (2) A de novo missense mutation of CDC42, a member of the RHO GTPase family, disrupts electrostatic binding interface with GDI and thus causes a novel hematological and autoinflammatory disorder in humans. (3) A small molecule inhibitor of GDI1 interferes with the association of the geranylgeranyl moiety of RHO GTPases and causes RHO GTPase activation in response to hedgehog pathway. Collectively, this study considerably advances our knowledge about a selective function of GDI1 as a spatio-temporal regulator of RHO family GTPases. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 16.07.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 16.07.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 06.12.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 25.02.2019 |
