Funktionelle Charakterisierung der C-terminalen-Domänen des Korepressors N-CoR

Although in general cells are genetically identical in multicellular organisms, the differential expression of genomic information enables cell type definition and specific organ function. In eukaryotic cells, the DNA is
Although in general cells are genetically identical in multicellular organisms, the differential expression of genomic information enables cell type definition and specific organ function. In eukaryotic cells, the DNA is associated with histone and non-histones proteins into a restrictive structure called chromatin. Assembly into chromatin does not only protect and package the linear double stranded DNA into the nucleus but is fundamental for the execution of diverse genetic programs. Posttranslational modifications of histones regulate the accessibility of the DNA to transcription factors and serve as scaffold for binding of regulatory proteins. Nuclear receptors are transcription factors that bind specific target sequences on the DNA and recruit transcriptional coregulators at the promoter. These are able to modify the chromatin structure in an activating or repressing manner. The contribution of corepressors to the biological actions of nuclear receptors has turned out to be essential. Impaired corepressor function can be the cause of endocrine malfunctions, neoplastic diseases or severe developmental abnormalities. To better understand the role of the nuclear receptor corepressor N-CoR the unknown function of the extreme C-terminus was investigated. In this thesis the interaction of N-CoR with the non-POU-domain containing octamer-binding protein Non0/p54nrb, that was found tobe a potential interaction partner in a yeast-two-hybrid screen, was confirmed. This protein contains two RNA recognition motifs (RRM) and is described as a multifunctional protein since it is involved in transcription Initiation as well as in pre-mRNA processing. The RRM1 motif was determined to be essential and sufficient for the interaction with N-CoR. Obtaining dominant negative effect with the Non0/p54nrb RRM1 deletion mutant in functional reporter assays, data support that NonO modulates the capacity of N-CoR to repress and alters the recruitment of N-CoR by nuclear receptors to targeted Promoters. Additional analyses suggest that the N- and C- terminus of N-CoR are involved in intramolecular interactions and that they regulate each other. Taken results together a functional model is proposed that supports the biological relevance of the interaction of N-CoR with NonO and the function of N-CoR C-terminus acting as asensor that evaluates the ratio of corepressors and coactivators in the nuclear receptor environment. N-CoR repressive capacity would be altered by modulating factors like NonO that interacts with N-CoR C-terminus. The mechanism support that splicing and transcription regulation are physically and functionallylinked to ensure the appropriate amount of messager RNA to be transcript and process in response to stimulation intensity and cell context.
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Die fehlerhafte Rekrutierung von Korepressoren wie dem Protein N-CoR (nuclear receptor co-repressor) ist die Ursache von genetischer Krankheiten und verschiedener Leukämien. Darüber hinaus ist N-CoR vermittelte Repressio
Die fehlerhafte Rekrutierung von Korepressoren wie dem Protein N-CoR (nuclear receptor co-repressor) ist die Ursache von genetischer Krankheiten und verschiedener Leukämien. Darüber hinaus ist N-CoR vermittelte Repression für die Entwicklung von Säugern entscheidend. N-CoR Knockoutmäuse sterben in der mittleren Phase der Embryonalentwicklung und zeigen Defekte in der Reifung von Erythrozyten, Thymozyten und in der Entwicklung verschiedener neuronaler Strukturen. Dies ist zum Teil auf die Störung der Repression zurückzuführen, die von nuklearen Hormonrezeptoren wie Retinsäure- und Thyroidhormonrezeptoren vermitteltet wird. N-CoR ist in der Zelle mit Histondeacetylasen (HDACs) komplexiert. Diese Enzyme bewirken im Zusammenspiel mit den Histonacetyltransferasen durch Deacetylierung beziehungsweise Acetylierung von Histonen eine dynamische Modifikation des Chromatins und beeinflussen so die Transkription von Genen, Obwohl N-CoR ein seit längerer Zeit bekanntes Protein ist, enthält es bislang uncharakterisierte Domänen wie die äußerste carboxyterminale Region. Diese Domäne wurde als Köder in einem Hefe-Zwei-Hybrid Screen zur Identifizierung von Interaktionspartnern des N-CoR C-Terminus eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Interaktion von N-CoR mit dem multifunktionellen Protein Non0/p54nrb (non POU domain containing octamer binding protein) bestätigt und die biologische Bedeutung dieser Interaktion wurde untersucht. Non0/p54nrb ist an verschiedenen Prozessen wie der RNA Polymerase II Komplexbildung und -aktivierung, Splicesosom Komplexbildung und der Bildung des RNA Polyadenylierungskomplexes beteiligt. Dieses RNA-Erkennungsmotive (RRM) enthaltende Protein spielt eine regulatorische Rolle in der Hormonrezeptor- abhängigen Transkriptionsregulation. Es wurde festgestellt, dass das RRM1 Motiv des Proteins Non0/p54nr für die Interaktion mit N-CoR entscheidend ist und, dass NonO sowohl die Interaktion zwischen nuklearen Rezeptoren und N-CoR als auch die N-CoR Repressionsaktivität beeinflussen kann. Ferner wurde gezeigt, dass der extreme N-CoR C- Terminus möglicherweise eine regulierende Domäne ist, welche die N-CoR Repressionsaktivität des Amino-Terminus modulieren kann. Das vorgeschlagene funktionelle Modell stellt ein bislang nicht bekanntes Regulationselement in der Kontrolle der Genexpression dar. N-CoR repressive Kapazität und die Rekrutierung des Korepressors zu Promotorenregionen wäre nicht nur von dem Aktivierungsstandder Nuklearen Rezeptoren abhängig aber auch von dem Verhältnis von Koaktivator und Korepressor in der Umgebung der Nuklearen Rezeptoren und von den Interaktionen mit modulierende Protein wie Non0/p54nrb welche die physische Verbindung zwischen transkriptionsakivierenden und -reprimierenden Prozessen sein könnte.
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Metadaten
Author:Miryam Ducasse
URN:urn:nbn:de:hebis:30-36488
Referee:Bernd Ludwig
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2006/12/22
Year of first Publication:2006
Publishing Institution:Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Univ.
Date of final exam:2006/11/30
Release Date:2006/12/22
HeBIS PPN:18338265X
Institutes:Biochemie und Chemie
Dewey Decimal Classification:540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

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