Funktionen und Mechanismen von Ribosomen-assoziierten Chaperonen in Saccaromyces cerevisiae
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Insgesamt konnten in drei Bereichen entscheidende Fortschritte erzielt werden, auf denen nun großteils im Projekt A01 des SFB969 (der Fortführung dieses Projekts) aufgebaut wird: (i) Durch unsere Analysen ist es gelungen zu zeigen, dass NAC zusammen mit dem RAC-Ssb-System in der Hefe ein wichtiger Teil des Chaperon-Netzwerkes ist. Ohne diese Chaperone kommt es zur Missfaltung und Aggregation von Proteinen und zum Zelltod unter Faltungsstress. Neben ihrer Funktion bei der de novo-Faltung von Proteinen haben RAC-Ssb und NAC eine weitere Funktion. Sie modulieren direkt oder indirekt die Translation und Ribosomen-Biogenese. Bereits das Fehlen von Ssb ruft diese Defekte hervor, fehlt zusätzlich NAC, so verstärken sich die Probleme merklich. Vermutlich assoziieren diese Chaperone mit neu hergestellten ribosomalen (r)-Proteinen bereits am Ribosom, um die Aggregation der r-Proteine zu verhindern und damit ihren Import in den Kern und den Einbau in neue ribosomale Partikel zu erlauben. Demnach besitzen Ribosomen-assoziierte Chaperone an mehreren Stellen im zellulären Geschehen wichtige Schlüsselfunktionen. (ii) Ferner konnten wir erste Einblicke in die Architektur des RAC-Komplexes (bestehend aus Zuo und Ssz) erlangen. Durch Protonen-Deuteronen-Austausch- Experimente und biochemische Analysen haben wir gezeigt, wie der Komplex gebildet wird. Entscheidend hierbei ist der unstrukturierte N-Terminus der Zuo-Untereinheit, der vom Ssz-Partner gebunden wird. (iii) In Kooperation mit Prof. Roland Riek ist es uns gelungen, erstmals cotranslationale Faltunsgvorgänge am Ribosom in atomarer Auflösung zu studieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2010) A dual function for chaperones Ssb/RAC and the NAC nascent polypeptideassociated complex on ribosomes. J Cell Biol. 189(1): 57-68
Koplin, A., Preissler, S., Ilina, Y., Koch, M., Scior, A., Erhardt, M., and Deuerling, E.
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(2010) Co-translational structure acquisition of nascent polypeptides monitored by NMR spectroscopy. Proc Natl Acad Sci USA 107(20), 9111-9116
Eichmann, C., Preissler, S., Riek, R., and Deuerling, E.
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(2010) Extra N-terminal residues have a profound effect on the aggregation properties of the potential yeast prion protein Mca1. PLoS ONE 5(3): e9929
Erhardt, M. Wegrzyn, R.D., and Deuerling, E.
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(2010) Structural analysis of the ribosome-associated complex (RAC) reveals an unusual Hsp70/Hsp40 interaction. J. Biol. Chem. 285 (5), 3227-3234
Fiaux, J., Horst, J., Scior, A., Preissler, S., Koplin, A., Bukau, B., and Deuerling, E.
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(2011) Directed PCR-free engineering of highly repetitive DNA sequences. BMC Biotechnol. 11, 87
Scior, A., Preissler, S., Koch, M., and Deuerling, E.
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(2012) High yield expression of catalytically active USP18 using a Trigger Factor fusion system. BMC Biotechnology 12, 56
Basters, A., Ketscher, L., Deuerling, E., Arkona, C., Rademann, J., Knobeloch, K.-P., and Fritz, G.
