Strukturelle Untersuchung von Proteinfaktoren welche die Entstehung des katalytischen Zentrums des Spleißeosoms ermöglichen

• Antragsteller: Dr. Vladimir Pena, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227670291

Prä-mRNA Spleißen wird in zwei aufeinander folgenden chemischen Schritten durch einen großen, hochdynamischen Proteinkomplex katalysiert, das sogenannte Spleißosom. Zunächst bildet sich eine inaktive Form des Spleißosoms, die dann eine massive Änderung in der Zusammensetzung und Konformation erfährt, wobei abseits gelegene RNA-Elemente zu einem funktionellen katalytischen Zentrum rekonfiguriert werden. Dieser komplizierte Prozess der Ausbildung eines katalytischen Zentrums erfordert die Rekrutierung zahlreicher Proteine. Zu den besonders wichtigen zählt das Protein Cwc2 und eine Gruppe von acht Proteinen, die bereits im sogenannten nineteen-complex (NTC) präassembliert sind.Nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand scheint der NTC verschiedene funktionelle Aufgaben während des gesamten Spleißzyklus zu erfüllen. Trotz zahlreicher biochemischer und genetischer Studien, bleibt ein Gesamtbild der Aufgaben des NTC weiterhin unklar, zumal ein 3D Modell in atomarer Auflösung nicht vorliegt. Es ist daher eines unserer Hauptziele, den NTC in vitro zu rekonstituieren und seine molekulare Architektur mittels Röntgenstrukturanalyse zu bestimmen. In Anbetracht der zu erwartenden Schwierigkeiten bei der Kristallisation eines 550 kDa Komplexes, werden wir unser Augenmerk bei der Kristallisation zunächst auf die NTC Subkomplexe NTCPrp19 und NTCSyf1 richten.Obwohl der NTC für die Ausbildung eines RNA-basierten katalytischen Zentrums eine zentrale Rolle spielt, wird der einzige direkte Kontakt zwischen NTC und RNA lediglich durch das Cwc2 Protein vermittelt, ein Protein, das auch direkten Kontakt zum katalytischen Zentrum besitzt. Da die Natur der Cwc2-NTC Interaktion möglicherweise erklären kann, auf welche Weise der NTC indirekt eine Ausbildung der funktionellen Konformation des katalytischen Zentrums induziert, ist es unser Ziel, die NTC-Cwc2 Interaktion im atomaren Detail zu untersuchen.Die Kristallstruktur dieser Proteine und Proteinkomplexe wird durch verschiedene biochemische und biophysikalische Untersuchungen ergänzt, um so einen tieferen mechanistischen Einblick in die Funktion des Gesamtspleißosoms zu erlangen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen