Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR
Η πρωτεόλυση μέσω του συστήματος ουβικιτίνης-πρωτεασώματος αποτελεί ένα σημαντικό μέσο κυτταρικού ελέγχου. Η διαδικασία, γνωστή ως ουβικιτινίωση, συνιστά μια μετα-μεταφραστική διαδικασία, μέσω της οποίας ρυθμίζεται η ομοιόσταση των κυττάρων και κατά συνέπεια του οργανισμού. Συντελείται με τη συνέργε...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2018
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11818 |
| id |
nemertes-10889-11818 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
RING τομείς Ουβικιτινίωση Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού Ε3 λιγάσες RING domains Ubiquitin pathway Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy E3 ligase 572.645 |
| spellingShingle |
RING τομείς Ουβικιτινίωση Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού Ε3 λιγάσες RING domains Ubiquitin pathway Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy E3 ligase 572.645 Καραβέλα, Ρεβέκκα Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR |
| description |
Η πρωτεόλυση μέσω του συστήματος ουβικιτίνης-πρωτεασώματος αποτελεί ένα σημαντικό μέσο κυτταρικού ελέγχου. Η διαδικασία, γνωστή ως ουβικιτινίωση, συνιστά μια μετα-μεταφραστική διαδικασία, μέσω της οποίας ρυθμίζεται η ομοιόσταση των κυττάρων και κατά συνέπεια του οργανισμού. Συντελείται με τη συνέργεια τριών ενζύμων, των Ε1, Ε2 και Ε3. Τα ένζυμα Ε3, οι λιγάσες ουβικιτίνης, θεωρούνται υπεύθυνα για την εκλεκτικότητα της διαδικασίας. Η πρωτεΐνη Arkadia 2 αποτελεί μια Ε3 λιγάση ουβικιτίνης, η οποία στοχεύει προς αποικοδόμηση ορισμένους αρνητικούς ρυθμιστές του σηματοδοτικού μονοπατιού Μορφογενετικών Πρωτεϊνών των Οστών (ΒΜΡ), μέσω του C’-τελικού της RING τομέα. Με αυτό τον τρόπο, ενισχύει τη σηματοδότηση του μονοπατιού ΒΜΡ. Ο τομέας RING (Really Interesting New Gene) είναι ένας μικρός τομέας ο οποίος προσδένει δύο ιόντα ψευδαργύρου με έναν χαρακτηριστικό τρόπο, μέσω συντηρημένων καταλοίπων Cys και His. Είναι υπεύθυνος για τη δράση της πρωτεΐνης ως Ε3 λιγάση, ενώ η ένταξη των δύο ιόντων ψευδαργύρου απαιτείται για τη σωστή αναδίπλωση και λειτουργία του μορίου. Η Arkadia 2 ονομάζεται και RING finger 165. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν δύο μεταλλάγματα του C’-τελικού τμήματος της πρωτεΐνης, το οποίο αποτελείται από 68 αμινοξέα και περιέχει τον RING τομέα. Τα δύο μεταλλάγματα που σχεδιάστηκαν, αφορούσαν την αντικατάσταση της Trp324 της πρωτεΐνης από Ala και Arg (WtoA και WtoR αντίστοιχα). Πραγματοποιήθηκε η επίλυση των δομών των μεταλλαγμάτων μέσω φασματοσκοπίας NMR. Η δομή της Arkadia 2 WtoA προσδιορίστηκε με την ανάλυση φασμάτων NMR καταλήγοντας σε μια οικογένεια 30 δομών με Target Function 0.87+/-0.0872 Å, και RMSD 0.52+/-0.14 Å, ενώ η δομή της Arkadia 2 WtoR με αντίστοιχες τιμές Target Function 0.85+/-0.12 Å και RMSD 0.77+/-0.32 Å. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν μελέτες κινητικότητας των δύο μεταλλαγμάτων, όπως και μελέτες αλληλεπίδρασης με το ένζυμο Ε2 UbcH5b, απαραίτητο για τη δράση των μορίων ως Ε3 λιγάσες. |
| author2 |
Σπυρούλιας, Γεώργιος |
| author_facet |
Σπυρούλιας, Γεώργιος Καραβέλα, Ρεβέκκα |
| format |
Thesis |
| author |
Καραβέλα, Ρεβέκκα |
| author_sort |
Καραβέλα, Ρεβέκκα |
| title |
Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR |
| title_short |
Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR |
| title_full |
Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR |
| title_fullStr |
Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR |
| title_full_unstemmed |
Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR |
| title_sort |
δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης arkadia-2, e3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας nmr |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/11818 |
| work_keys_str_mv |
AT karabelarebekka domikēmeletēmetallagmenōnmorphōntēsprōteïnēsarkadia2e3ligasēsoubikitinēsmesōphasmatoskopiasnmr AT karabelarebekka structuralstudyofthemutantsofproteinarkadia2ane3ubiquitinligaseusingnmrspectroscopy |
| _version_ |
1771297339214921728 |
| spelling |
nemertes-10889-118182022-09-05T20:22:13Z Δομική μελέτη μεταλλαγμένων μορφών της πρωτεΐνης Arkadia-2, E3 λιγάσης ουβικιτίνης, μέσω φασματοσκοπίας NMR Structural study of the mutants of protein Arkadia 2, an E3 ubiquitin ligase, using NMR spectroscopy Καραβέλα, Ρεβέκκα Σπυρούλιας, Γεώργιος Πάϊρας, Γεώργιος Λάμαρη, Φωτεινή Karavela, Rebecca RING τομείς Ουβικιτινίωση Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού Ε3 λιγάσες RING domains Ubiquitin pathway Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy E3 ligase 572.645 Η πρωτεόλυση μέσω του συστήματος ουβικιτίνης-πρωτεασώματος αποτελεί ένα σημαντικό μέσο κυτταρικού ελέγχου. Η διαδικασία, γνωστή ως ουβικιτινίωση, συνιστά μια μετα-μεταφραστική διαδικασία, μέσω της οποίας ρυθμίζεται η ομοιόσταση των κυττάρων και κατά συνέπεια του οργανισμού. Συντελείται με τη συνέργεια τριών ενζύμων, των Ε1, Ε2 και Ε3. Τα ένζυμα Ε3, οι λιγάσες ουβικιτίνης, θεωρούνται υπεύθυνα για την εκλεκτικότητα της διαδικασίας. Η πρωτεΐνη Arkadia 2 αποτελεί μια Ε3 λιγάση ουβικιτίνης, η οποία στοχεύει προς αποικοδόμηση ορισμένους αρνητικούς ρυθμιστές του σηματοδοτικού μονοπατιού Μορφογενετικών Πρωτεϊνών των Οστών (ΒΜΡ), μέσω του C’-τελικού της RING τομέα. Με αυτό τον τρόπο, ενισχύει τη σηματοδότηση του μονοπατιού ΒΜΡ. Ο τομέας RING (Really Interesting New Gene) είναι ένας μικρός τομέας ο οποίος προσδένει δύο ιόντα ψευδαργύρου με έναν χαρακτηριστικό τρόπο, μέσω συντηρημένων καταλοίπων Cys και His. Είναι υπεύθυνος για τη δράση της πρωτεΐνης ως Ε3 λιγάση, ενώ η ένταξη των δύο ιόντων ψευδαργύρου απαιτείται για τη σωστή αναδίπλωση και λειτουργία του μορίου. Η Arkadia 2 ονομάζεται και RING finger 165. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν δύο μεταλλάγματα του C’-τελικού τμήματος της πρωτεΐνης, το οποίο αποτελείται από 68 αμινοξέα και περιέχει τον RING τομέα. Τα δύο μεταλλάγματα που σχεδιάστηκαν, αφορούσαν την αντικατάσταση της Trp324 της πρωτεΐνης από Ala και Arg (WtoA και WtoR αντίστοιχα). Πραγματοποιήθηκε η επίλυση των δομών των μεταλλαγμάτων μέσω φασματοσκοπίας NMR. Η δομή της Arkadia 2 WtoA προσδιορίστηκε με την ανάλυση φασμάτων NMR καταλήγοντας σε μια οικογένεια 30 δομών με Target Function 0.87+/-0.0872 Å, και RMSD 0.52+/-0.14 Å, ενώ η δομή της Arkadia 2 WtoR με αντίστοιχες τιμές Target Function 0.85+/-0.12 Å και RMSD 0.77+/-0.32 Å. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν μελέτες κινητικότητας των δύο μεταλλαγμάτων, όπως και μελέτες αλληλεπίδρασης με το ένζυμο Ε2 UbcH5b, απαραίτητο για τη δράση των μορίων ως Ε3 λιγάσες. Proteolysis through the ubiquitin-proteasome system is crucial in the cell processes. Ubiquitination is a post-translational procedure, which serves the homeostasis of the cells and the human body in general. The participation of three types of enzymes is needed: E1, E2 and E3. The E3 enzymes, known as ubiquitin ligases, are responsible for the selectivity of ubiquitination. Arkadia 2 is an E3 ubiquitin ligase, which targets the negative regulators of Bone Morphogenetic Proteins for degradation by the proteasome, through its C’-terminal RING domain. Thus, it amplifies BMP signaling. It is also known as RING finger 165. In order to fold and function properly, the enzyme requires the binding of two zinc ions, through the “cross-brace” arrangement. The RING domain of Arkadia 2 binds two Zn2+ ions in a motif of six cysteine and two histidine residues, and is responsible for the activity of the E3 ligase. In the present study, two mutants of Arkadia 2, consisting of 68 amino acids and containing the RING domain, were studied. The two mutants that were designed and constructed are those where the Trp324 was replaced by Ala and Arg (WtoA and WtoR respectively). The NMR solution structures of the two mutants were determined in high resolution through NMR spectroscopy. The results included a family of 30 structures with a Target Function of 0.87 +/- 0.0872 Å, and RMSD of 0.52 +/- 0.14 Å regarding the Arkadia 2 WtoA, and a Target Function of 0.85 +/- 0.12 Å and RMSD of 0.77 +/- 0.32 Å regarding the Arkadia 2 WtoR. Furthermore, the dynamics of the two mutants were studied, and interaction experiments with the enzyme E2 UbcH5b were performed. 2018-12-26T19:55:17Z 2018-12-26T19:55:17Z 2017-12-18 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11818 gr 12 application/pdf |
