Please use this identifier to cite or link to this item: doi:10.22028/D291-23040
Title: A sec61 mutant defective in 19S regulatory particle binding
Other Titles: Eine sec61 Mutante mit Bindedefekt zum 19S regulatorischen Partikel
Author(s): Kaiser, Marie-Luise
Language: English
Year of Publication: 2014
SWD key words: Proteolyse
Endoplasmatisches Retikulum
Free key words: 26S Proteasom
26S Proteasome
DDC notations: 570 Life sciences, biology
Publikation type: Dissertation
Abstract: In eukaryotes, the biogenesis of secretory proteins requires their translocation into the endoplasmic reticulum (ER) through the Sec61 channel. Proteins passing through the secretory pathway are under the control of the ER quality control (ERQC). Proteins that fail to fold are recognized and dislocated from the ER back into the cytosol for proteasomal degradation, a process known as ER-associated degradation (ERAD). The composition of the retrotranslocation channel is controversial, but dislocation of many soluble substrates is dependent on the Sec61 channel. The proteasome 19S regulatory particle (RP), which binds and unfolds substrates destined for proteasomal degradation, binds directly to the Sec61 channel via its base and is required and sufficient for the retrotranslocation of specific misfolded proteins. This thesis describes the identification of a sec61 mutant, carrying a point mutation in the ER-lumenal loop 7 of Sec61p, displaying reduced affinity of the Sec61 channel for the 19S RP in a proteasome binding assay using ER-derived reconstituted proteoliposomes. The sec61-S353C mutant neither displayed defective protein import into the ER nor elevated ER stress levels in intact cells. In a cell-free assay a reduction in retrotranslocation of a 19S RP-dependent ERAD substrate in the presence of limiting concentrations of proteasomes was detected for sec61-S353C. This suggests that conformational changes in Sec61p hinging on the large ER-lumenal loop 7 are prerequisites for 19S RP binding to the channel. The data indicate that the interaction between the Sec61 channel and the 19S RP is pivotal for the export of specific substrates from the ER to the cytosol for degradation by the 26S proteasome.
In Eukaryoten erfordert die Biogenese sekretorischer Proteine deren Translokation in das Endoplasmatische Retikulum (ER) durch den Sec61-Kanal. Proteine des sekretorischen Weges unterliegen der ER-Qualitätskontrolle (ERQC). Fehlgefaltete Proteine werden erkannt und zur proteasomalen Degradation zurück ins Cytosol disloziert; ein Prozess, der als ER-assoziierte Proteindegradation (ERAD) bezeichnet wird. Die Zusammensetzung des Retrotranslokationskanals ist strittig, jedoch erfordert die Dislokation vieler löslicher Substrates den Sec61-Kanal. Das 19S Regulatorische Partikel (RP), das proteasomal zu degradierende Substrate erkennt und entfaltet, bindet direkt an den Sec61-Kanal mittels seines Basis-Komplexes und ist weiterhin nötig und ausreichend für die Retrotranslokation bestimmter fehlgefalteter Proteine. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Identifizierung einer sec61 Mutante, die eine Punktmutation im ER-lumenalen Loop 7 von Sec61p besitzt, die zu einer reduzierten Affinität des Kanals für das 19S RP führt. Die Mutante sec61-S353 weist weder Defekte in der Proteintranslokation in das ER, noch erhöhte ER-Stresslevel in intakten Zellen auf. In einem zellfreien System konnte für sec61-S353C eine Reduzierung der Retrotranslokation eines 19S RP-abhängigen ERAD Substrates in der Anwesenheit limitierender Proteasomen-Konzentrationen detektiert werden. Die Resultate deuten darauf hin, dass Konformationsänderungen in Sec61p um den ER-lumenalen Loop 7 Voraussetzung für die 19S RP Bindung an den Sec61-Kanal sind, und dass die Interaktion des Sec61-Kanals mit dem 19S RP von Bedeutung für den Export bestimmter Substrate vom ER ins Cytosol zur Degradation durch das Proteasom ist
Link to this record: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-60408
Advisor: Römisch, Karin B.
Date of oral examination: 24-Mar-2015
Date of registration: 31-Mar-2015
Faculty: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Department: NT - Biowissenschaften
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