Functions and interactions of Sec61β/Sbh1

Abstract

Secretory and transmembrane proteins depend on the universally conserved Sec61 complex for their translocation into the endoplasmic reticulum (ER) or membrane insertion. The function of the non-essential b subunit of the Sec61 channel, called Sbh1 in yeast, is not fully understood and the existing data predominantly covers its conserved transmembrane domain. The interactions and functions of the Sbh1 cytosolic domain, including its conserved membrane proximal (CMP) region, and its intrinsically disordered N-terminal region with multiple phosphorylation sites, remain unclear. In this work, I characterised defects of yeast mutants that lack SBH1 and its paralog SBH2. I investigated the role of Sbh1 in the heptameric Sec complex responsible for posttranslational ER protein import and found it to not be essential for the complex stability. Based on molecular dynamics simulations that identified the Sbh1 CMP region as a potential interaction site, I generated and functionally characterised CMP mutants. I studied the interactions of the Sbh1 cytosolic domain and found that the CMP region interacts directly and specifically with Sbh1-dependent signal peptides. Based on my data, I hypothesise that the Sbh1 CMP domain selectively facilitates Sec61 channel insertion of specific signal peptides.

Sekretorische und Transmembranproteine sind für ihre Translokation ins Endoplasmatische Retikulum (ER) oder bzw. Membraninsertion auf den universell konservierten Sec61-Komplex angewiesen. Die Funktion der nicht-essenziellen b- Untereinheit des Sec61-Kanals, in der Hefe Sbh1 genannt, ist nicht vollständig geklärt, und die vorhandenen Daten befassen sich vorwiegend mit der konservierten Transmembrandomäne. Die Interaktionen und Funktionen der zytosolischen Domäne von Sbh1, einschliesslich der konservierten membranproximalen (CMP) Region und dem intrinsisch ungeordneten, mehrfach phosphorylierten N-terminalen Bereich sind nach wie vor unklar. In dieser Arbeit habe ich funktionelle Defekte von Hefemutanten charakterisiert, denen SBH1 und sein Paralog SBH2 fehlen. Ich habe die Rolle von Sbh1 im heptameren, für posttranslationalen ER- Import verantwortlichen Sec-Komplex untersucht und festgestellt, dass Sbh1 zur Stabilität des Komplexes nicht wesentlich beiträgt. Auf der Grundlage von Molekulardynamiksimulationen, die die CMP-Region von Sbh1 als potenzielle Interaktionsstelle identifizierten, habe ich CMP- Mutanten erzeugt und funktionell charakterisiert. Außerdem habe ich die Interaktionen der zytosolischen Domäne von Sbh1 untersucht. Ich konnte zeigen, dass die CMP-Region direkt und spezifisch mit Sbh1-abhängigen Signalpeptiden interagiert. Auf der Grundlage meiner Daten stelle ich die Hypothese auf, dass die CMP-Domäne von Sbh1 selektiv die Sec61-Kanal- Insertion spezifischer Signalpeptide erleichtert.