Untersuchung der Rolle von PRMT1 bei der Estrogenrezeptor vermittelten Genaktivierung und Aufreinigung endogener PRMT1- und PRMT4- haltiger Proteinkomplexe

Die Modifikation der N-Termini von Histonen trägt zur Regulierung der Expression von Genen bei. Einzelmodifikationen oder Kombinationen regulieren den Verpackungsstatus des Chromatins. So Methylieren z. B. die Protein Arginin Methyltransferasen (PRMT) 1, 4 und 5 Arginine der Histone H2A, H3 und H4....

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Wagner, Sabine Astrid
Beteiligte: Bauer, Uta Maria (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2006
Molekularbiologie und Tumorforschung
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die Modifikation der N-Termini von Histonen trägt zur Regulierung der Expression von Genen bei. Einzelmodifikationen oder Kombinationen regulieren den Verpackungsstatus des Chromatins. So Methylieren z. B. die Protein Arginin Methyltransferasen (PRMT) 1, 4 und 5 Arginine der Histone H2A, H3 und H4. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, mehr über die von PRMT1 katalysierte asymmetrischen Dimethylierung des Arginins 3 am Histon H4 und deren Funktion bei der Transkriptionskontrolle zu erfahren. Weiterhin sollten endogene PRMT1- und PRMT4-haltige Proteinkomplexe aus Zellextrakten chromatographisch gereinigt werden. Mit Hilfe von Bindungsstudien mit unmodifizierten bzw. asymmetrisch an Arginin 3 dimethylierten Histon H4 Peptiden (As 1 – 15) konnten differentiell bindende Proteine aus Kernextrakten isoliert und mittels MALDI TOF analysiert werden. Dabei wurde TAF-Iβ identifiziert, ein Bestandteil des INHAT-Komplexes, der Histonacetylierung inhibiert. TAF-Iβ, das selektiv mit dem unmodifizierten Peptid interagiert, bindet an den uninduzierten, PRMT1 abhängigen pS2 Promotor und verlässt diesen nach der Induktion des Gens durch Estradiol. Die Arginin 3 Methylierung scheint in vivo jedoch nicht allein entscheidend für das Ablösen von TAF-Iβ nach der Induktion zu sein. Die erfolgreiche Reduktion der TAF-Iβ Proteinmenge durch siRNA zeigte, dass das Fehlen von TAF-Iβ zu einer verfrühten Hyperacetylierung des pS2 Promotors führt. Dadurch werden die Arginin 3 Methylierung und wahrscheinlich nachfolgende Ereignisse am Promotor verhindert, was negative Auswirkungen auf die Transkription des pS2 Gens hat. Die Untersuchung weiterer Estrogen induzierbarer Gene ergab, dass eine verfrühte Hyperacetylierung des ebenfalls PRMT1 abhängigen Lactoferrin Gens auch eine ineffiziente Transkription des Gens zur Folge hat. Die Expression dieses Gens war unabhängig von TAF-Iβ, woraus geschlossen werden kann, dass die Inhibition einer verfrühten Acetylierung auch durch andere Proteine erfolgt. Im Gegensatz dazu werden PRMT1 unabhängige Zielgene des Estrogenrezeptors bereits ohne Hormoninduktion allein durch eine Hyperacetylierung aktiviert. Zusammenfassend wurde in dieser Arbeit in vivo die Voraussetzung für eine effiziente Rekrutierung von PRMT1 und die nachfolgende Arginin 3 Methylierung an Estrogenrezeptor Zielgenen bestimmt. Die benötigte Hypoacetylierung der Promotoren wird durch Proteine wie TAF-Iβ vermittelt. Im Verlauf dieser Arbeit wurde die Etablierung der chromatographischen Reinigung endogener PRMT1- und PRMT4-haltiger Komplexe über Ionenaustausch-chromatographie im analytischen Maßstab begonnen. Die Bestimmung der Größe der PRMT1- und PRMT4-haltigen Fraktionen mittels Gelfiltration lässt auf Multiproteinkomplexe schließen. Eine nachfolgende Analyse der Proteinkomplexe soll Aufschluss über weitere Funktionen von PRMT1 und PRMT4 und deren Rekrutierung an Zielpromotoren geben.