Funktionale Analysen zur SUMOylierung des transkriptionellen Repressors L3MBTL2

L3MBTL2 ist ein Mitglied der Familie von MBT-Domänen Proteinen. MBT-Domänen vermitteln die Bindung an methylierte Lysinreste innerhalb der N-Termini von Histonen. L3MBTL2 wurde als transkriptioneller Repressor beschrieben und ist ein Bestandteil verschiedener Multiproteinkomplexe. In Mäusen besitzt...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Stielow, Christina
Beteiligte: Suske, Guntram (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2013
Molekularbiologie und Tumorforschung
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:L3MBTL2 ist ein Mitglied der Familie von MBT-Domänen Proteinen. MBT-Domänen vermitteln die Bindung an methylierte Lysinreste innerhalb der N-Termini von Histonen. L3MBTL2 wurde als transkriptioneller Repressor beschrieben und ist ein Bestandteil verschiedener Multiproteinkomplexe. In Mäusen besitzt L3MBTL2 eine essentielle Funktion für die Embryonalentwicklung und beeinflusst die Proliferation muriner embryonaler Stammzellen. In dieser Arbeit wurde L3MBTL2 als Substrat der SUMOylierung identifiziert. Mutationsanalysen zeigten, dass die spezifische Konjugation von SUMO2/3 an den Lysinresten 675 und 700 im äußersten C-Terminus des Proteins erfolgt. In vitro SUMOylierungs-Experimente identifizierten PIAS1 als E3 Ligase der L3MBTL2 SUMOylierung. Analysen zur molekularen Funktion der SUMOylierung von L3MBTL2 ergaben, dass die SUMOylierung weder die Bindung des Proteins an N-terminale Histonenden, noch dessen Rekrutierung an Chromatin beeinflusst. Mithilfe von ChIP-Seq-Experimenten wurden die genomweiten Bindungsstellen von endogenem L3MBTL2, sowie von überexprimiertem wildtypischem und SUMOylierungs-defizientem L3MBTL2 identifiziert. Endogenes L3MBTL2 wird an Promotoren rekrutiert, die eine aktive Initiation der Transkription aufweisen. Die mit L3MBTL2 in stabilen Multiproteinkomplexen assoziierten Proteine E2F6 und RING2 sowie monoubiquitiniertes H2A wurden ebenfalls an ausgewählten L3MBTL2 Zielpromotoren nachgewiesen. Innerhalb der Bindungssequenzen von L3MBTL2 wurde die E-Box als das am stärksten überrepräsentierte Motiv ermittelt. L3MBTL2 ist mit dem E-Box-bindenden, heterodimeren Transkriptionsfaktor MGA/MAX in stabilen Multiproteinkomplexen assoziiert. Die Rekrutierung L3MBTL2-enthaltender Proteinkomplexe erfolgt daher vermutlich nicht über E2F6, sondern wird wahrscheinlich durch MGA/MAX vermittelt. Mithilfe genomweiter Expressionsanalysen wurden Gene mit einer schwachen L3MBTL2-Rekrutierung als spezifisch durch SUMOyliertes L3MBTL2 reprimierte Zielgene identifiziert. Neben der Analyse der SUMOylierung von L3MBTL2 wurde der Effekt der proteomweiten SUMOylierung auf die Zusammensetzung L3MBTL2-enthaltender Proteinkomplexe untersucht. Dabei führte die Konservierung der proteomweiten SUMOylierung zur Stabilisierung von Multiproteinkomplexen. Die SUMOylierung von L3MBTL2 alleine nahm keinen Einfluss auf die Komplexstabilität. Mithilfe einer massenspektrometrischen Analyse nach Aufreinigung L3MBTL2-enthaltender Komplexe wurden potentielle Interaktionspartner von L3MBTL2 identifiziert. Dabei konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen wildtypischem und SUMOylierungs-defizientem L3MBTL2 festgestellt werden. Jedoch wurden infolge der Konservierung der proteomweiten SUMOylierung Proteine wie zum Beispiel GMPS, SUPT16H oder SSRP1 identifiziert, die bislang nicht als Interaktionspartner von L3MBTL2 beschrieben wurden. Viele dieser Proteine stellen selbst Substrate der SUMOylierung dar. Daher kann angenommen werden, dass verschiedene SUMOylierte Komplexkomponenten synergistisch auf die Stabilität eines Komplexes wirken. Die Modifikation eines einzelnen Proteins spielt dagegen eine untergeordnete Rolle.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2013.0738