Copper-dependent Interaction between the CLC Chloride Transport Protein Gef1p and the copper-sensing ATPase Arr4p of S. cerevisiae
Final Report Abstract
Kupfer ist ein Spurenelement, das in redox-aktiven Enzymen eine wichtige Rolle spielt. Seine chemischen Eigenschaften begründen die Notwendigkeit, zelluläre Makromoleküle vor den reaktiven Metallionen zu schützen. Der Modellorganismus Bäckerhefe hat viele Einsichten in den Kupferstoffwechsel von eukaryotischen Zellen ermöglicht. Neben kupferempfindlichen Transkriptionsfaktoren wurden Kupfer-Chaperone, Pumpen und Transporter identifiziert, die Kupferionen über die Plasmamembran und über die Membranen von intrazellulären Kompartimenten bewegen. Im späten sekretorischen Weg werden Kupferionen auf die Zentren von Metallenzymen übertragen. Das endo-lysosomale System trägt zur Kupferspeicherung und Entgiftung bei. Wir untersuchen einen Chloridtransporter, Gef1, aus der Familie der CLC-Proteine, der im späten sekretorischen Weg und im endolysosomalen System die Aufnahme von Kupfer in diese Kompartimente kontrolliert. Wir haben eine kleine zytosolische ATPase, Get3, identifiziert, die als Sensor für die Verfügbarkeit von Kupfer im Zytosol dienen kann und nur im kupferbeladenen Zustand an den Chloridtransporter bindet. Überraschenderweise hat sich aus zwei anderen Ansätzen, einem biochemischen und einem genetischen, inzwischen ergeben, dass Get3 gemeinsam im Rahmen des neu beschriebenen GET-Komplexes die Membraninsertion einer speziellen Klasse von Membranproteinen vermittelt. Es handelt sich hierbei um C-terminal verankerte Membranproteine, die posttranslational in die Membran integriert werden. Wir konnten zwei Membranproteine an der ER-Membran identifizieren, die als Rezeptor für Get3 und die zu inserierenden Substrate dienen. Etliche dieser Proteine sind für den Kupferstoffwechsel von zentraler Bedeutung. Daher testen wir derzeit die Hypothese, dass die primäre Funktion von Get3 als Komponente des GET-Komplexes und der vermutete regulatorische Einfluss auf den Chlorid-Transporter Gef1 der Intergation von verschiedenen zellulären Prozessen im Rahmen der Kupferhomöostase dienen.
Publications
- (2006) The yeast Arr4p ATPase binds the chloride transporter Gef1p when copper is available in the cytosol. J.
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Metz, J., Wächter, A., Schmidt, B., Bujnicki, J.M., and Schwappach, B.
- (2008). The GET Complex Mediates Insertion of Tail-Anchored Proteins into the ER Cell 134: 635-645.
Schuldiner, M., Metz, J., Schmid, V., Denic, V., Magda Rakwalska, Hans Dieter Schmitt, Blanche Schwappach, and Jonathan S. Weissman
