The mechanism of ATP-dependent nucleosome remodeling -- Dissection of the function of important protein domains and nucleosomal epitopes
Final Report Abstract
Der Zugang zum Erbmaterial in eukaryontischen Zellen wird streng reguliert. Dies erfolgt unter anderem durch Nukleosomen-Remodelling-Enzyme. Diese Enzyme verschieben Nukleosomen entlang der DNA. Sobald Nukleosomen verschoben sind, erhaltene andere DNA bindende Faktoren Zugang zur DNA erhalten. Alle DNA-abhängigen Prozesse, wie z. B. Transkription, Replikation, Rekombination und DNA Reparatur werden dadurch beeinflusst. Im Rahmen dieses Projektes studierten wir das Remodeling Enzym ISWI. Wir rekonstruierten seine räumliche Struktur and studierten hierbei insbesondere seine autoregulatorische Bereiche innerhalb des Enzyms, die vorwiegend im N-terminalen Bereich angesiedelt sind. Insbesondere AutoN und das von uns erstmals charakterisierte AcidicN Motif sind sehr wichtig für die Katalyse. Beide Motive binden an die ATPase Domäne, in der Nähe der von uns ebenfalls charakterisierten Bindestelle für den N-terminalen Bereich des Histons H4 auf dem Nukleosom, der bekanntermaßen äußerst wichtig ist, das Enzym zu aktivieren. Unsere Beobachtungen lassen darauf schließen, dass ISWI während der Bindung an das Nukleosom und während der Katalyse ungewöhnlich große Strukturänderungen durchlaufen muss.
Publications
- (2015). Crossfinder-assisted mapping of protein crosslinks formed by site-specifically incorporated crosslinkers. Bioinformatics 31, 2043-2045
Mueller-Planitz, F.
(See online at https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btv083) - (2015). Nucleosome spacing generated by ISWI and CHD1 remodelers is constant regardless of nucleosome density. Mol Cell Biol 35, 1588-1605
Lieleg, C., Ketterer, P., Nuebler, J., Ludwigsen, J., Gerland, U., Dietz, H., Mueller- Planitz, F., and Korber, P.
(See online at https://doi.org/10.1128/mcb.01070-14) - (2017). Concerted regulation of ISWI by an autoinhibitory domain and the H4 N-terminal tail. eLife 6
Ludwigsen, J., Pfennig, S., Singh, A.K., Schindler, C., Harrer, N., Forne, I., Zacharias, M., and Mueller-Planitz, F.
(See online at https://doi.org/10.7554/elife.21477) - (2018). Remodeling and Repositioning of Nucleosomes in Nucleosomal Arrays. Methods Mol Biol 1805, 349-370
Ludwigsen, J., Hepp, N., Klinker, H., Pfennig, S., and Mueller-Planitz, F.
(See online at https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8556-2_18) - (2018). Structural Architecture of the Nucleosome Remodeler ISWI Determined from Cross-Linking, Mass Spectrometry, SAXS, and Modeling. Structure 26, 282-294 e286
Harrer, N., Schindler, C.E.M., Bruetzel, L.K., Forne, I., Ludwigsen, J., Imhof, A., Zacharias, M., Lipfert, J., and Mueller-Planitz, F.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.str.2017.12.015) - (2021). Nucleosome Positioning and Spacing: From Mechanism to Function. J Mol Biol 433, 166847
Singh, A.K., and Mueller-Planitz, F.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jmb.2021.166847)
