Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg

Titel: Kernimport des TEAD-Transkriptionsfaktors Tec1 aus Saccharomyces cerevisiae
Autor: Kern, Sandra
Weitere Beteiligte: Mösch, Hans-Ulrich (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr: 2011
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0122
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-01226
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0122
DDC: 570 Biowissenschaften, Biologie
Titel(trans.): Nuclear import of the TEAD transcription factor Tec1 from Saccharomyces cerevisiae

Dokument

Schlagwörter:
nucleus, Proteintransport, Zellkern, Transkriptionsfaktor, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces cerevisiae, protein transport, transcription factor

Zusammenfassung:
Über den Kerntransport von Transkriptionsfaktoren der TEAD-Familie sind bisher noch keine Untersuchungen gemacht worden. In dieser Arbeit wurde der Kernimport von Tec1, dem einzigen TEAD-Protein aus Saccharomyces cerevisiae, detailliert untersucht. In S. cerevisiae erfüllt Tec1 vielfältige Funktionen bei der Steuerung der Zellteilung und der Zelldifferenzierung. In dieser Studie wurden zwei Bereiche des Proteins identifiziert, NLS1 und NLS2 (NLS für nuclear localization signal, Kernlokalisierungssignal), die notwendig und hinreichend für die Kernlokalisierung von Tec1 sind. NLS1 liegt in der N-terminalen Hälfte des Proteins und überlappt vollständig mit der TEA-Domäne, welche DNA-Bindung vermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass mehrere Aminosäuren für die Funktion der NLS1 kritisch sind und die meisten dieser Reste auch gleichzeitig bei der Bindung an TCS-Elemente (TCS für TEA consensus sequence) in der DNA eine wichtige Rolle spielen. In einem Strukturmodell liegen diese Reste in einer gemeinsamen Ebene, die folglich sowohl die Kontaktstelle für die Bindung an die DNA als auch vermutlich an Importine darstellt. Drei Aminosäuren wurden identifiziert, deren Seitenketten nicht für die DNA-Bindung entscheidend sind, deren Mutation jedoch zu einer geringeren Kernimporteffizienz führt. Demzufolge können die Funktionen DNA-Bindung und Kernlokalisierung zumindest teilweise getrennt werden. NLS2 liegt in der C-terminalen Hälfte von Tec1 und entspricht einem Bereich, der auch für die Interaktion mit anderen Proteinen, z. B. dem Trans-kriptionsfaktor Ste12, notwendig ist. Es konnte aber gezeigt werden, dass in Abwesenheit von Ste12 der Kernimport von Tec1 über die NLS2 nicht beeinträchtigt ist. In der NLS2 wurden zwei benachbarte basische Reste, Lysin 318 und Arginin 319, als kritisch für die Funktion identifiziert. Weitere genetische und zellbiologische Untersuchungen ergaben, dass beide NLS-Bereiche für einen optimalen Kernimport benötigt werden. Biochemische Bindestudien ergaben zudem, dass beide NLSs mit mehreren Importinen interagieren können, wobei drei Importine beide Lokalisierungssignale erkennen, während vier Importine spezifisch für NLS1 bzw. NLS2 sind. Für Tec1 ergeben sich den Ergebnissen dieser Arbeit zufolge zahlreiche Importmöglichkeiten, da es zwei NLSs enthält, die jeweils von mehreren Importinen gebunden werden können. Dies lässt darauf schließen, dass der Kernimport von Tec1 unter verschiedenen Bedingungen sichergestellt wird, unter denen dieser TEAD-Transkriptionsfaktor seine vielfältigen Funktionen wahrnehmen kann.

Summary:
Nuclear transport of the TEAD-familiy transcription factors has not been studied so far. In this work, nuclear import of Tec1, the only TEAD-protein from Saccharomyces cerevisiae, has been investigated in detail. In S. cerevisiae, Tec1 fulfills versatile functions by controlling cell division and cell differentiation. The study revealed that two regions of the protein, NLS1 and NLS2 (NLS for nuclear localization signal), are necessary and sufficient for nuclear localization of Tec1. NLS1 lies in the N-terminal half of the protein and overlaps completely with the TEA-domain which confers DNA-binding. Several amino acids were identified to be critical for the function of NLS1 and that most of these residues are also important for binding to TCS-elements (TCS for TEA consensus sequence) in the DNA. In a structural model, these residues are arranged in the same plane, indicating that this area serves as the contact site for DNA-binding as well as probably for importins. Three amino acids have been identified, whose side chains are not crucial for DNA-binding, but mutation of these residues leads to a decreased efficiency of nuclear import. Therefore, the functions DNA-binding and nuclear localization can be separated at least partially. NLS2 is in the C-terminal half of Tec1 and corresponds to a region which is necessary for interactions with other proteins, for example the transcription factor Ste12. It could be shown that nuclear import of Tec1 is not affected in the absence of Ste12. In NLS2 two adjacent residues, lysine 318 and arginine 319, have been identified to be crucial for its function. Further genetic and cell biological analyses showed that both NLS-regions are required for optimal nuclear import. Biochemical binding assays revealed that both NLSs can interact with several importins. Three of them can recognize both localization signals, whereas four importins are specific for NLS1 or NLS2. According to the results of this work, there are numerous ways for Tec1 nuclear import, because it contains two NLSs which interact with several importins each. This leads to the conclusion that nuclear import of Tec1 is ensured under different conditions so that this TEAD-transcription factor can fulfill its versatile functions.


* Das Dokument ist im Internet frei zugänglich - Hinweise zu den Nutzungsrechten