Dokument: Analyse der funktionalen Beziehung zwischen der ESCRT-III Komponente Shrub/CHMP4 und ihrem Regulator Lgd/CC2D1
| Titel: | Analyse der funktionalen Beziehung zwischen der ESCRT-III Komponente Shrub/CHMP4 und ihrem Regulator Lgd/CC2D1 | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=55723 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20210326-111816-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Bäumers, Miriam [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Klein, Thomas [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Ein direkter Interaktions¬partner des Tumorsuppressors Lgd ist die ESCRT-III Komponente Shrub. Ihre Polymerisation an der endosomalen Membran ist essentiell für die ESCRT-vermittelte Bildung von intraluminalen Vesikeln (ILVs) während des endosomalen Abbaus von Transmembranproteinen. Im Rahmen dieser Arbeit konnte bestätigt werden, dass bei Funktionsverlust von lgd die Aktivität von Shrub reduziert ist. Diese reduzierte Aktivität verursacht keine messbar reduzierte ILV-Bildung, sondern eine Vergrößerung der ESCRT-invagination sites der Endosomen. Eine solche Vergrößerung deutet auf eine Störung im dynamischen Prozess der ESCRT-III Polymerisation hin. Sie könnte die ligandenunabhängige Aktivierung des Notch-Signalweges erklären, die durch das Verbleiben einiger Notch-Rezeptoren an der limitierenden Membran der Endosomen verursacht wird. Lgd wird daher nicht für die grundlegende Funktionalität der ESCRT-Maschinerie benötigt. Es steigert die Effizienz bei der Inkorporation der Trans¬membran¬proteine in ILVs, indem es spezifisch die Aktivität von Shrub anhebt. Dabei scheint Lgd den Pool verfügbarer Shrub-Moleküle für eine dynamische Polymerisation zu erhöhen, indem er eine unproduktive vorzeitige Polymerisation von Shrub-Molekülen im Zytoplasma verhindert und Shrub zur endosomalen Membran rekrutiert. Zusätzlich konnten in dieser Arbeit Beweise für eine Konservierung dieser endosomalen Funktion der Lgd-Proteine in Säugetieren gesammelt werden. Die humanen Lgd-Orthologe, LGD1/CC2D1B und LGD2/CC2D1A, scheinen wie Lgd in Drosophila, essentiell für die vollständige Aktivität des Shrub-Orthologs CHMP4B zu sein. Dabei scheint die Polymerisation von CHMP4B und seine Interaktion mit hLGD1 über die gleichen elektrostatischen Wechselwirkungen zu erfolgen wie die ihrer Drosophila Orthologe. Dies legt nahe, dass der Mechanismus über den Lgd die Aktivität von Shrub steigert in höheren Organismen konserviert sein könnte. Dennoch offenbaren sich auch funktionale Unterschiede zwischen hLGD1 und hLGD2 bei ihrer Interaktion mit den humanen Shrub-Orthologen. So scheint LGD1 die Aktivität von CHMP4B stärker anheben zu können als LGD2. Zudem zeigen sich neben funktionalen Redundanzen auch Unterschiede zwischen den drei humanen Shrub-Orthologen, CHMP4A, CHMP4B und CHMP4C. Die gewonnenen Daten deuten auf eine Schlüsselrolle von CHMP4B für die ESCRT-vermittelten Abschnürungs¬prozesse hin. Außerdem gibt es Hinweise für eine funktionale Hetero¬polymerisation zwischen den drei humanen CHMP4-Homologen.A direct interaction partner of the tumor-suppressor Lgd is Shrub, one of the ESCRT-III subunits. The polymerization of Shrub is essential for the ESCRT-mediated biogenesis of intraluminal vesicles (ILVs) during endosomal degradation of transmembrane proteins. Present Data confirm a reduced activity of Shrub upon lgd loss of function. This decrease in activity does not result in reduced ILV formation, but rather in enlarged endosomal ESCRT-invagination sites, suggesting that ESCRT-III polymerization dynamics are affected. This possibly explains ligand-independent activation of the Notch signaling pathway, which is caused by Notch receptors remaining at the limiting membrane of endosomes. Hence, Lgd is not essential for the basic function of the ESCRT machinery. Instead, it raises the efficiency of transmembrane proteins incorporation by raising Shrub activity. Therefore, Lgd seems to increase the free available amount of monomeric Shrub, by preventing premature cytosolic polymerization and recruiting Shrub to the endosomale membrane. In addition, this study provides evidence that the endosomal function of Lgd proteins is conserved in mammals. Both human orthologs (LGD1/CC2D1B and LGD2/CC2D1A) seem to be required for full activity of the human Shrub ortholog CHMP4B. Furthermore, in flies and humans, polymerization of Shrub/CHMP4B and its interaction with Lgd/hLGD1 are based on electrostatic interactions. It is tempting to speculate that the mechanism of Lgd to increase Shrub activity is conserved in higher organisms. Still, there are some functional differences between hLGD1 and hLGD2 regarding their interaction with the human orthologs of Shrub. hLGD1 can activate CHMP4B stronger than hLGD2. Despite some functional redundancy among the human Shrub orthologs, CHMP4A, CHMP4B and CHMP4C, the findings suggest a key role for CHMP4B in ESCRT-mediated abscission processes. Furthermore, the obtained results provide evidence for functional heteropolymers of all CHMP4 homologs. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 26.03.2021 | |||||||
| Dateien geändert am: | 26.03.2021 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 01.09.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 10.11.2020 |
