Dokument: The PRMT5 complex: Composition, adapter proteins and new interaction partners

Titel:	The PRMT5 complex: Composition, adapter proteins and new interaction partners
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59244
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220405-112828-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Cox, Jan [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 14,98 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 03.04.2022 / geändert 03.04.2022
Beitragende:	Prof. Dr. Wesselborg, Sebastian [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Lutz [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Diese Arbeit befasst sich mit der Zusammensetzung des Protein-Arginin-Methyltransferase 5 (PRMT5) Komplexes und der Suche nach neuen Interaktionspartnern. Neben PRMT5 besteht der Komplex aus dem WD Repeat Domain 45 Protein (WD45) und den Adapterproteinen RIO Kinase 1 (RioK1) oder dem Chlorid Conductance Regulatory Protein (pICln). PRMT5 gehört zur Familie der Protein-Arginin-Methyltransferasen und katalysiert die posttranslationale symmetrische Dimethylierung von Proteinen. Dabei werden zwei Methylgruppen des Methylgruppendonors S-Adenosylmethionin (SAM) auf je ein Stickstoff der Guanidiniumgruppe in der Seitenkette von Arginin übertragen. Kapitel 1 befasst sich mit dem PRMT5-WD45-pICln-Komplex, der eine wichtige Rolle bei der Biogenese von spliceosomalen small uridine-rich nuclear ribonucleoproteins (U snRNPs) spielt. U snRNPs sind RNA-Protein-Komplexe, die aus einer small nuclear RNA (snRNA) und den sieben Sm-Proteinen B, D1, D2, D3, E, F und G bestehen. Für die erfolgreiche Biogenese von UsnRNPs sind posttranslationale Modifikationen wie Methylierungen und Phosphorylierungen verschiedener Proteine erforderlich. pICln spielt in diesem Prozess eine entscheidende Rolle als Assemblierungs-Chaperon und rekrutiert die Sm-Proteine D1 und D2 zu PRMT5, wo SmD1 symmetrisch dimethyliert wird. Zusammen mit Sm E, F und G wird eine stabile Vorläufer-Ringstruktur, der so genannte 6S-Komplex, gebildet. pICln rekrutiert ebenfalls die Sm-Proteine D3 und B, welche durch PRMT5 symmetrischen dimethyliert werden. Der 6S-Komplex und der pICln, SmB, D3-Komplex werden dann auf den SMN- Komplex übertragen, der den heptameren Sm-Proteinring auf der entsprechenden snRNA zusammenbaut. Wir identifizierten pICln als ein neues Substrat der Uncoordinated [unc-51] Like Kinase 1 (ULK1). ULK1 phosphoryliert pICln an den ULK1-spezifischen Serinen 193, 195 und 197 im C-Terminus. Die Phosphorylierung von pICln an diesen Stellen führt zur Ringöffnung der 6S-Vorläuferstruktur an der SmG-pICln-Kontaktfläche, was einen erfolgreichen Zusammenbau des fertigen U snRNPs ermöglicht. Zusätzlich zu seiner Rolle in der Autophagie konnten wir hier eine neue regulatorische Funktion von ULK1 in der U snRNP- Biogenese beschreiben. Kapitel 2 befasst sich mit dem zu pICln antagonistischen RioK1, das als allgemeines Adapterprotein fungiert, indem es neue, von der snRNP Biogenese unabhängige, Interaktionspartner rekrutiert und dadurch die Substratvielfalt von PRMT5 erhöht. Wir entdeckten nuclear factor 90 (NF90) als neues Substrat des PRMT5-WD45-RioK1-Komplexes. NF90 enthält mehrere RG-reiche Wiederholungen im C-Terminus, die typische Methylierungsmotive von PRMT5 sind. Wir konnten zeigen, dass die Arginine an den Positionen 644, 649, 653 und 655 bevorzugt methyliert werden und NF90 in der Zelle unter nativen Bedingungen vollständig methyliert vorliegt. This thesis focuses on the composition of the Protein Arginine Methyltransferase 5 (PRMT5) complex and the search for new interaction partners. In addition to PRMT5, the complex consists of the WD Repeat Domain 45 protein (WD45) and the adapter proteins RIO Kinase 1 (RioK1) or the Chloride Conductance Regulatory Protein (pICln). PRMT5 belongs to the protein arginine methyltransferase family and catalyzes the post-translational symmetric dimethylation of proteins. In this process, two methyl groups of the methyl group donor S- adenosylmethionine (SAM) are transferred to one nitrogen each of the guanidinium group in the side chain of arginine. Chapter 1 focuses on the PRMT5-WD45-pICln complex, which plays an important role in the biogenesis of spliceosomal small uridine-rich nuclear ribonucleoproteins (U snRNPs). U snRNPs are RNA-protein complexes consisting of a small nuclear RNA (snRNA) and the seven Sm proteins B, D1, D2, D3, E, F and G. For successful assembly of U snRNPs, post- translational modifications such as methylations and phosphorylations of various proteins are necessary. pICln plays a crucial role in this process as an assembly chaperone and recruits the Sm proteins D1 and D2 to PRMT5 where SmD1 is symmetrically dimethylated. Together with Sm E, F, and G a stable precursor ring structure, the so-called 6S complex, is formed. pICln also recruits the Sm proteins D3 and B to PRMT5 for symmetrically dimethylation. The 6S complex and the pICln, SmB, D3 complex are then transferred onto the SMN complex, which assembles the heptameric Sm protein ring onto the snRNAs. We identified pICln as a novel substrate of the Uncoordinated [unc-51] Like Kinase 1 (ULK1). ULK1 phosphorylates pICln at the ULK1 specific serines 193, 195, and 197 in the C-terminus. The phosphorylation of pICln at these sites leads to ring opening of the 6S precursor structure at the SmG-pICln contact surface, allowing a successful assembly of the final U snRNP. In addition to its role in autophagy, we were able to describe here a novel regulatory function of ULK1 in U snRNP biogenesis. Chapter 2 focuses on RioK1, which is antagonistic to pICln and acts as a general adapter protein by recruiting new interaction partners independently of snRNP biogenesis, thereby increasing the substrate diversity of PRMT5. We discovered the nuclear factor 90 (NF90) as a new substrate of the PRMT5-WD45-RioK1 complex. NF90 contains several RG-rich repeats in the C-terminus, which are typical methylation motifs of PRMT5. We demonstrated that the arginines at positions 644, 649, 653, and 655 are preferentially methylated and that NF90 is fully methylated in the cell under native conditions.
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Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Molekulare Medizin
Dokument erstellt am:	05.04.2022
Dateien geändert am:	05.04.2022
Promotionsantrag am:	21.12.2021
Datum der Promotion:	25.03.2022