Structural studies on Ets1 and USF1 transcription factor complexes with DNA
Ets1 und USF1 sind Transkriptionsfaktoren, die in der Regulierung der Transkription unter der Kontrolle von viralen und zellulären Promotoren eine wichtige Rolle spielen. Ets1 besitzt eine 85 Aminosäuren lange konservierte Domäne, die eine DNA Bindedomäne ist und Ets Domäne genannt wird. Diese ist von zwei autoinhibierenden Regionen umgeben. Die Autoinhibition findet statt, wenn Ets1 an DNA gebunden ist. Est1 bindet an zwei Ets1-Bindemotive auf dem Stromelysin-1 Promotor und und bedingt so eine Transaktivierung. Stromelysin-1 (auch genannt Matrix-metalloproteinase-3) gehört zu den Matrix Metalloproteinasen, die wichtige Rollen bei Gewebegenerierung, Wachstum und Wundheilung (Sternlicht et. al., 1999) spielen. Weil die Missregulierung von Stromelysin-1 pathologische Prozesse hervorruft und Ets1 eine Rolle in der Regulation des Stromelysin-1 Promotor spielt, ist es von hohem Interesse, den Mechanismus der Ets1/Ets1/DNA Komplex bildung zu verstehen. Ein Modell des Ets1/Ets1/DNA-Komplexes basierend auf Daten erhalten aus einem Röntgenkleinwinkelstreuexperiments (SAXS) konnte erstellt werden. Weiterhin wurde der Komplex wurde mit Hilfe der Dampfdiffusionsmethode kristallisiert. Ein Röntgenstreudatensatz mit einer Auflösung von 2.58 Å konnte aufgenommen werden. Die dreidimensionale Struktur des Komplexes wurde dann mit der Methode des Molekularen Ersatzes gelöst. Das SAXS Modell ist vergleichbar mit der Kristall Struktur. Von der distalen Verstärker-Region des humanen Immunschwäche Virus 1 (HIV1) des langen terminalen Repeat LTR (-130 to -160) weiss man, dass es wichtig für die Transkriptionsaktivität und für die virale Replikation in T-Zellen ist (Sieweke et. al., 1998). Die DNA Sequenz der Region besitzt Bindungsstellen für den Transkriptionsfaktor USF1 (E-box) und für den Transkriptionsfaktor Ets1. Es gibt mehrere E-boxen auf HIV1 LTR, die USF1 an zwei Initiationselementen in der Nähe des Transkriptionstartelements auf HIV1 LTR binden kann (Du et. al., 1993). Es wurde vorgeschlagen, dass USF1 Homotetramere ausbilden kann (Ferre-D’Amare et. al., 1994). Außerdem wurde vorgeschlagen, dass die Bildung der bivalenten Homotetramere kann eine DNA Loop-Bildung provozieren kann. Dies wiederum kann zur Rekrutierung von USF1 und anderen Transkriptionsfaktoren der distalen Region des Promotor zum Initiatorelement führen. Der USF1 und USF1/DNA Komplex wurde mittels SAXS Experimenten untersucht. Ein ab initio Modell bei niedriger Auflösung des USF1 Monomers wurde mit Hilfe des Programms GASBOR erstellt. Ein vorläufiges Modell eines bivalenten Homotetramers wurde ebenfalls gebaut. Die Komplex weist die gleiche Position der Moleküle wie in der Struktur des Myc-Max Heterotetramers auf (Nair et. al., 2003). Um die USF1 Tetramerisierung experimentall zu überprüfen, wurden zwei weitere Methoden eingesetzt: Fluoreszenz Resonanz Energie Trransfer (FRET) und rotary shadowing Elektronenmikroskopie (EM). Allerdings konnte die USF1 Tetramerisierung weder mittels FRET noch mittels rotary shadowing EM bestätigt werden. Das E-box Bindeprotein USF1 wurde wie auch der Wechselwirkungspartner für Ets1 mit dem Hefe one-hybrid Screen Assay gefunden (Sieweke et. al., 1998). Die Wechselwirkung zwischen Ets1 und USF1 ist vermutlich für die Transkriptionsaktivität des HIV1 LTR in T-Zellen wichtig. Strukturelle Untersuchungen des Ets1/USF1/DNA wurden durchgeführt, allerdings wurden keine Kristalle erhalten.
Networked Digital Library of Theses and Dissertations