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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-85475
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8547/


Mircheva, Miryana

Der bakterielle SRP-Rezeptor: Bedeutung und Auswirkungen seiner Membranbindung

The bacterial SRP-receptor: impacts of its membrane binding

Dokument1.pdf (4.875 KB) (md5sum: 18a068abfd1ffd117120657337e160b3)

Kurzfassung in Deutsch

Proteine der Zytoplasmamembran werden in Bakterien wie z.B. dem Gram-negativen Darm-bakterium Escherichia coli durch das Signal recognition particle (SRP) und seinen Rezeptor cotranslational zum SecYEG-Translokon zielgesteuert und durch das SecYEG-Translokon in die Membran eingebaut. In der vorliegenden Arbeit sollte die Membranbindung von FtsY, dem bakteriellen SRP-Rezeptor, untersucht werden und die Bedeutung dieser Membranbin-dung für die Proteinzielsteuerung analysiert werden. Insbesondere sollte die mögliche Bedeu-tung der in der Literatur beschriebenen und kontrovers diskutierten löslichen Form von FtsY geklärt werden.

(1) Durch in vitro-Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass lösliches FtsY zwar an SRP-ribosomen-assoziierte naszierende Ketten (SRP-RNCs) binden kann, allerdings keine signifi-kante Zielsteuerung zum SecYEG-Translokon bewirkt. Daraus konnte gefolgert werden, dass die Funktionalität von FtsY eine Membranbindung voraussetzt.
(2) Es konnte weiterhin durch in vivo-Untersuchungen gezeigt werden, dass die in der Litera-tur beschrieben lösliche Form von FtsY im Wesentlichen ein Präparationsartefakt darstellt und in lebenden Bakterienzellen FtsY fast ausschließlich an der Membran lokalisiert ist.
(3) Durch in vitro-Untersuchungen zur Membranbindung von FtsY konnte gezeigt werden, dass die in der Literatur beschriebene Proteinase-Resistenz von FtsY die Komplexbildung von SRP und FtsY widerspiegelt, die durch Lipidkontakt und GMP-PNP, einem nicht-hydrolysierbaren GTP-Analogon, verstärkt wird.
(4) Die physiologische Bedeutung dieses SRP-FtsY-Komplexes wurde in Zusammenarbeit mit einem weiteren Doktoranden weiter analysiert und es konnte gezeigt werden, dass dieser Komplex zur Zielsteuerung befähigt ist, was auf eine bislang unbekannte Flexibilität des SRP-Zielsteuerungssystems hindeutet.
(5) Schließlich konnte durch biochemische Analysen gezeigt werden, dass sich das Verhalten von FtsY in Anwesenheit von Membranen wesentlich von seinem Verhalten in Lösung unter-scheidet. Dies ist wahrscheinlich auf eine Konformationsänderung in Folge des FtsY-Lipid-Kontakts zurückzuführen.


Kurzfassung in Englisch

Inner membrane proteins in bacteria (i.e. Gram-negative bacteria such as E. coli) are targeted by the signal recognition particle (SRP) and its receptor to the membrane-bound SecYEG translocon to be embedded into the cytoplasmic membrane. This work has analysed the membrane binding of FtsY, the bacterial SRP-receptor, and the influence of this membrane attachment on protein targeting. In particular, the relevance of a previously described soluble form of FtsY should be clarified.
(1) Our data show that soluble FtsY can bind to SRP-ribosome nascent chains (SRP-RNCs) in the absence of membranes, but these soluble FtsY-SRP-RNC complexes are not efficiently targeted to the membrane. Thus, co-translational targeting in bacteria requires membrane contact of FtsY for efficient SRP-RNC recruitment.
(2) Our in vivo analyses on FtsY localisation in bacterial cells by fluorescence microscopy revealed that the vast majority of FtsY is localized to the inner membrane, indicating that the presence of a soluble SR is probably an artefact of cell fractionation.
(3) The previously observed protease protected form of FtsY was shown to depict a conformational change of FtsY upon interacting with SRP. Lipid-contact and GMP-PNP, a non-hydrolyzable GTP analogue, stimulate this FtsY-SRP complex formation.
(4) We further analyzed the physiological significance of the pre-formed, membrane-bound FtsY-SRP complex and showed that this complex is able to recruit RNCs to the membrane and to subsequently transfer them to the SecYEG translocon, disclosing a remarkable flexibility of SRP-dependent protein targeting.
(5) Finally, our biochemical analysis revealed a fundamentally different behaviour of FtsY in the presence or absence of membrane. This is most likely induced by the FtsY-lipid-contact.


SWD-Schlagwörter: Escherichia coli , Proteintransport , Proteinase K
Freie Schlagwörter (englisch): Signal recognition particle , FtsY, protein targeting
Institut: Inst. für Biochemie und Molekularbiologie
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Koch, Hans-Georg (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 17.11.2011
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 26.04.2012
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