Protein Modification and Degradation in the Cell Cycle of the Yeast Saccharomyces cerevisiae

Der Anaphase-promoting complex , auch Cyclosom oder APC/C genannt, ist eine große Ubiquitin-Ligase, die sowohl im meiotischen als auch im mitotischen Zellzyklus benötigt wird. Ihre Aufgabe ist das Anbringen von Ketten des Proteins Ubiquitin, welches die Proteolyse am 26S-Proteasom auslöst. Die APC/C-Aktivität und dadurch auch die Zellzyklus-abhängige Proteolyse muss präzise reguliert werden, um die Abfolge von Schlüssel-Ereignissen zu gewährleisten. Das Ziel dieser Arbeit war es, einige der Regulations-Mechanismen näher zu charakterisieren.Im ersten Teil dieser Arbeit wurde analysiert, inwiefern eine funktionelle post-translationelle Markierung mit dem kleinen, ubiquitin-ähnlichen Marker-Protein SUMO für die APC/C-abhängige Proteolyse notwendig ist. Es konnte gezeigt werden, dass das Anaphase-Inhibitor-Protein Pds1 in Zellen mit defekter SUMOylierung stabilisiert wird und diese Stabilisierung zu einer fehlerhaften Chromosomentrennung führt. Zudem stellte sich heraus, dass weitere Substrate des APC/C, wie die Cycline Clb2, Clb3 und die Kinase Cdc5, in SUMO-Mutanten nur mangelhaft abgebaut werden. Im Gegensatz dazu ist der Abbau instabiler Proteine, die nicht Substrate des APC/C sind, von einer defekten SUMOylierung unbeeinflusst. Daraus wurde geschlossen, dass eine intakte SUMOylierung eine notwendige Vorraussetzung, speziell für den APC/C-abhängigen Protein-Abbau ist.Im zweiten Teil wurden zwei verschiedene Abbauwege für das Cyclin Clb5 und deren Auswirkungen für den Abschluss der Mitose analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Clb5, welches bereits als APC/C Substrat bekannt war, ebenfalls Ziel eines zweiten, APC/C-unabhängigen Abbauweges ist. Welcher Natur dieser alternative Abbauweg ist, bleibt unklar. Jedoch scheint die Ubiquitin-Ligase SCF nicht beteiligt zu sein, da Clb5 auch in SCF- und APC/C-Doppelmutanten instabil ist. Unter physiologischen Bedingungen ist der APC/C-unabhängige Abbaumechanismus ausreichend, um einen Clb5-Abbau zu gewährleisten. Nur unter künstlichen Bedingungen, wie z.B. einer Überexpression von CLB5, benötigt die Zelle den Abbauweg über den APC/C.Im dritten Teil wird schließlich die APC/C-Regulation durch die Meiose-spezifische Kinase Ime2 untersucht. Ime2, ein negativer Regulator des APC/C, ist ein sehr instabiles Protein, dessen Proteolyse einen möglichen Regulations-Weg beinhalten könnte. Um das zu untersuchen, wurde eine verkürzte und dadurch stabilisierte Version von Ime2 in Bezug auf ihre Funktionalität untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass das um 241 Aminosäuren verkürzte Ime2-Protein immer noch aktiv und durch die gesamte Meiose stabil ist. Zudem zeigen Hefe-Stämme, die für das verkürzte IME2-Allel homozygot sind, eine defekte zweite meiotische Teilung. Dieser Phänotyp ist entweder durch einen erhöhten Ime2-Gehalt oder durch den Verlust einer unbekannten Funktion, die durch die deletierten 241 Aminosäuren codiert wird, zu erklären.

Author dc:creator

• Dieckhoff, Patrick

Contributors dc:contributor

• Braus, Gerhard Prof. Dr.
• Mösch, Hans-Ulrich Prof. Dr.

• Biologie
• Hefe
• Zellzyklus
• Ubiquitin
• APC
• 570 Biowissenschaften
• Yeast
• Cell Cycle
• 42.13
• W

Licence

• https://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html

Language dc:language

eng

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-294
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-194-7
webdoc-194
470455411

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-AD17-9