Dokument: Struktur- und Funktionsanalyse der Lgd DM14 Domänen und der Interaktion dieser mit der ESCRT-III Untereinheit Shrub in Drosophila melanogaster

Titel:	Struktur- und Funktionsanalyse der Lgd DM14 Domänen und der Interaktion dieser mit der ESCRT-III Untereinheit Shrub in Drosophila melanogaster
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=52108
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20200128-103532-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Tibbe, Christine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 22,17 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 27.01.2020 / geändert 27.01.2020
Beitragende:	Prof. Dr. Klein, Thomas [Gutachter] Prof. Dr. Aberle, Hermann [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Das Tumorsuppressorgen lethal (2) giant discs (lgd) kodiert für ein Protein mit vier N-terminalen DM14 Domänen und einer C-terminalen C2 Domäne. Letztere ist wichtig für die Stabilität und die Lokalisation von Lgd. Die DM14 Domänen, die einzigartig für die Lgd Proteinfamilie sind, vermitteln die direkte Interaktion mit der ESCRT-III Untereinheit Shrub. Sie sind essentiell für die vollständige Funktion von Lgd. Der Lgd-Interaktions¬partner Shrub ist bei der Bildung der intraluminalen Vesikel (ILV), welche essentiell für den Abbau von Transmembranproteinen sind, während der Reifung der Endosomen im endosomalen Transportweg von entscheidender Bedeutung. Shrub bildet lange Polymere, die zur Abschnürung der ILV beitragen. Der Ausfall von Lgd bedingt Störungen in diesem Prozess, wodurch es zu einem unvollständigen Abbau des Notch-Rezeptors kommt. Dies führt zur ektopischen Aktivierung des Notch-Signalweges. Die Kristallstruktur der Interaktion zwischen der dritten DM14 Domäne von Lgd und Shrub deuten darauf hin, dass die Bindung beider Proteine auf elektrostatischen Wechsel¬wirkungen basiert. In Lgd sind basische, in Shrub saure Aminosäuren in diese Interaktion involviert. In dieser Arbeit konnte mit Hilfe von Rettungsexperimenten gezeigt werden, dass die ungeradzahligen DM14 Domänen von Lgd entscheidend für dessen Funktion sind. Die dritte DM14 Domäne scheint wichtiger zu sein, als die erste. Die geradzahligen DM14 Domänen scheinen für die vollständige Funktion von Lgd eine untergeordnete Rolle zu spielen. Weiterhin konnte die durch die Kristallstruktur skizzierte elektrostatische Wechselwirkung zwischen Lgd und Shrub in vivo bestätigt werden. Der Versuch ein minimales Shrub-Bindemotiv auf Grund dieser Wechsel¬wirkungen zu definieren, hat gezeigt, dass mehr als die direkt in die Interaktion mit Shrub involvierten Aminosäuren für eine funktionale Bindung von Lgd an Shrub benötigt werden. Es konnte eine mögliche SH3-Bindedomäne am Ende der DM14 Domänen 2-4 bestimmt werden, die den potentiellen Funktionsunterschied zwischen den beiden ungeradzahligen DM14 Domänen erklären könnte. Zudem haben Unter¬suchungen von Shrub gezeigt, dass die Funktion von Lgd für die volle Funktionalität bzw. Effizienz von Shrub benötigt wird. The tumor suppressor gene lethal (2) giant discs (lgd) encodes a protein with four N-terminal DM14 domains and a C-terminal C2 domain. The C2 domain ensures protein stability and correct localization of Lgd. DM14 domains are unique for the Lgd protein family and are essential for the full function of Lgd. They mediate direct interaction with the ESCRT-III subunit Shrub. Shrub is crucial for intraluminal vesicles (ILV) formation during endosome maturation in the endosomal pathway. By polymer formation, Shrub contributes to the abscission of newly formed ILVs. Loss of Lgd results in ectopic activation of the Notch signaling pathway due to impaired ILV formation and failed degradation of the Notch receptor within endosomal trafficking. The crystal structure of the third DM14 domain of Lgd interacting with Shrub points to a binding based on electrostatic interactions. Lgd needs basic amino acids, Shrub requires a patch of acidic amino acids for this interplay. This study shows that odd-numbered DM14 domains of Lgd are crucial for its function and that the third DM14 domain appears to be more important than the first one. In contrast, the even-numbered DM14 domains seem to be dispensable for full function of Lgd. Furthermore, this work confirms the electrostatic interaction of Lgd and Shrub, suggested by crystal structure, in vivo. The results show that residues additionally to the known interacting amino acids are needed for a functional binding of Lgd and Shrub, meaning a minimal Shrub binding motif could not be defined. A putative SH3 binding domain at the C-terminus of DM14 2-4 was defined, potentially explaining the functional differences between the first and the third DM14 domain. Moreover, the analysis of Shrub shows that proper Lgd function is needed for the full efficiency of the ESCRT-III subunit Shrub.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	28.01.2020
Dateien geändert am:	28.01.2020
Promotionsantrag am:	31.10.2019
Datum der Promotion:	15.01.2020