Untersuchung der Interaktion zwischen NCoA-Koaktivator-Proteinen in der Transkriptionsregulation

Examination of the interaction between NCoA coactivator proteins in the regulation of transcription

Die Mitglieder der NCoA-Koaktivator-Familie fungieren als Koaktivatoren für verschiedene Transkriptionsfaktoren, wie z.B. nukleäre Hormonrezeptoren und STAT-Proteine. NCoA-Proteine rekrutieren sekundäre Koaktivatoren, di
Die Mitglieder der NCoA-Koaktivator-Familie fungieren als Koaktivatoren für verschiedene Transkriptionsfaktoren, wie z.B. nukleäre Hormonrezeptoren und STAT-Proteine. NCoA-Proteine rekrutieren sekundäre Koaktivatoren, die durch die Modifikation des Chromatins die Transkriptionsaktivierung ermöglichen. Vorhergehende Studien postulierten die Dimerisierung von NCoA-Proteinen über die aminoterminalen bHLH/PAS-Domänen und die Rekrutierung von Paaren von NCoA-Proteinen, konnten jedoch eine direkte Interaktion nicht nachweisen. In unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass die PAS-B-Domäne von NCoA-1 ein LXXLL-Motiv in der Transaktivierungsdomäne von STAT6 binden kann. Im Rahmen dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob eine Interaktion von Mitgliedern der NCoA-Proteinfamilie über die PAS-B-Domäne und eigene LXXLL-Motive vermittelt werden kann und welche physiologische Bedeutung die Interaktion von NCoA-Proteinen hat. Die Interaktion endogener NCoA-Proteine konnte in zwei verschiedenen Zelllinien nachgewiesen werden. Es konnte gezeigt werden, dass die PAS-B-Domänen aller drei NCoA-Familienmitglieder mit allen Volllängen-NCoA-Proteinen interagieren können und für eine solche Interaktion ausreichend sind. Dabei interagieren die PAS-B-Domänen spezifisch mit einer Region in der CBP-Interaktions-Domäne (CID/AD1) von NCoA-1, die zwei LXXLL-Motive und den vollständigen Bereich, der die Interaktion mit CBP vermittelt, enthält. Es zeigte sich, dass sich die Bindungsmotivspezifität der NCoA-1-PAS-B-Domäne von den Bindungsmotivspezifitäten der PAS-B-Domänen von NCoA-2 und NCoA-3 unterscheidet. Ebenso zeigten sich unterschiedliche Bindungsmotivspezifitäten für die Interaktion mit der CID/AD1 von NCoA-3, die nur mit der PAS-B-Domäne von NCoA-1 interagierte. Eine physiologische Bedeutung der charakterisierten PAS-B/CID/AD1-Interaktion auf die Bildung und Rekrutierung von Koaktivator-Komplexen wurde mittels Überexpressions-Experimenten untersucht, in denen dominant negative Effekte erwartet wurden. So führte die Überexpression der PAS-B-Domäne bzw. die Kompetition mit der CID/AD1 zur Inhibition der Interaktion von NCoA-1 mit dem Koaktivator CBP und dem Transkriptionsfaktor STAT6. Außerdem führte die stabile Überexpression der PAS-B-Domänen von NCoA-1 und NCoA-3 zu einer veränderten Expression des natürlichen endogenen Androgen-Rezeptor-Zielgenes PSA. Die in dieser Arbeit identifizierte Interaktion von NCoA-Proteinen stellt einen neuen und, zu den bisher bekannten Modellen der Koaktivator-Rekrutierung, ergänzenden Mechanismus dar. Dies gilt sowohl für eine postulierte inter- und intramolekulare Interaktion von NCoA-1 bei der STAT6-vermittelten Transkriptionsaktivierung, als auch für die durch nukleäre Hormonrezeptoren geforderte Rekrutierung von Paaren von NCoA-Proteinen. Zusammenfassend können die in dieser Arbeit erhaltenen Ergebnisse dabei helfen, das Verständnis der dynamischen Rekrutierung von Koaktivatoren bzw. Koaktivator-Komplexen und damit der Regulation der Genexpression, weiter zu verbessern.
show moreshow less
The members of the NCoA coactivator family function as coactivators for different transcription factors, like nuclear hormone receptors or STAT proteins. NCoA proteins recruit secondary coactivators, which in turn modify
The members of the NCoA coactivator family function as coactivators for different transcription factors, like nuclear hormone receptors or STAT proteins. NCoA proteins recruit secondary coactivators, which in turn modify the chromatin, thus enabling the activation of transcription. Previous studies postulated dimerization of NCoA proteins through the aminoterminal bHLH/PAS domains and the recruitment of NCoA protein pairs, but a direct interaction has not yet been proven. Our group showed that the PAS-B domain of NCoA-1 binds to an LXXLL motif in the transactivation domain of STAT6. The aim of this work was, to examine whether an interaction of members of the NCoA protein family is mediated through the PAS-B domain and their own LXXLL motifs and to determine the physiological importance of an interaction between NCoA proteins. The interaction of endogenous NCoA proteins was detected in two different cell lines. It was shown that the PAS-B domains of all three NCoA family members are able to interact with all full-length NCoA proteins and that these domains are sufficient for these interactions. The PAS-B domains interact specifically with a region in the CBP interaction domain (CID/AD1) of NCoA-1, which contains two LXXLL motifs and the complete region, which mediates the interaction with CBP. Further analysis revealed that the binding motif specificity of the NCoA-1 PAS-B domain differs from the binding motif specificities of the PAS-B domains of NCoA-2 and NCoA-3. Likewise, different binding motif specificities were detected for the interaction with the CID/AD1 of NCoA-3, which interacted only with the PAS-B domain of NCoA-1. The physiological importance of the characterized PAS-B/CID/AD1 interaction for the formation and the recruitment of coactivator complexes was examined with overexpression experiments. Overexpression of the PAS-B domain and competition with the CID/AD1 led to inhibition of the interaction between NCoA-1 with the coactivator CBP or the transcription factor STAT6, respectively. Furthermore, stable overexpression of the PAS-B domain of NCoA-1 and NCoA-3 led to an altered expression of the natural endogenous androgen receptor target gene PSA. The identified interaction of NCoA proteins suggests a new and complementary mechanism for the known models of coactivator recruitment. This can be considered for the postulated inter- and intramolecular interaction of NCoA-1 in the STAT6 mediated transcriptional activation, as well as for the nuclear hormone receptor mediated recruitment of NCoA protein pairs. In summary, the results of this work can help to improve the understanding of the dynamic recruitment of coactivators and coactivator complexes and in turn the regulation of gene expression.
show moreshow less

Download full text files

Export metadata

  • Export Bibtex
  • Export RIS

Additional Services

    Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Marco Lodrini
URN:urn:nbn:de:hebis:30-53595
Referee:Anna Starzinski-Powitz, Edith Pfitzner
Advisor:Edith Pfitzner, Anna Starzinski-Powitz
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2008/03/07
Year of first Publication:2007
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2008/01/24
Release Date:2008/03/07
Tag:Koaktivatoren; NCoA-Proteine
NCoA proteins ; coactivators
SWD-Keyword:Genregulation ; Protein-Protein-Wechselwirkung
Pagenumber:144
HeBIS PPN:195560140
Institutes:Biowissenschaften
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften; Biologie
Sammlungen:Universitätspublikationen
Biologische Hochschulschriften (Goethe-Universität)
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht

$Rev: 11761 $