Biophysik von SMC Komplexen in der Organisation von Chromosomen und der Reparatur von DNA
Biochemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
SMC-Komplexe sind wichtige Architekten von Strukturelementen in Interphasen-Chromosomen. In höheren Eukaryonten gibt es drei verschiedene Klassen dieser Komplexe: Cohesin, Condensin und Smc5/6, die alle ATPasen sind, welche Hydrolyse für Motoraktivität nutzen, sich aber in ihrer molekularen Zusammensetzung und in ihrer biologischen Rolle unterscheiden. Dieses Projekt konzentrierte sich auf die Verwendung von Einzelmolekülexperimenten zur Untersuchung molekularer Aspekte der Cohesin- und Smc5/6-Komplexe. DNA- Curtains sind eine Einzelmolekül-Methode zur Untersuchung von Protein-DNA-Interaktionen auf Einzelmolekülebene im Hochdurchsatzverfahren. In einem Teilprojekt wurde dieser Ansatz verwendet, um zu untersuchen, wie zusätzliche Faktoren des Cohesin-Komplexes wie zum Beispiel Pds5 oder Scc2/4 die DNA-Bindung des Gesamtkomplexes beeinflussen und wie diese Faktoren mit anderen konkurrieren. In einem anderen Teilprojekt wurde Kraftentfaltung mittels optischer Einzelmolekülpinzetten eingesetzt, um die mechanische Stabilisierung der ATP-Bindungsdomäne der Psm3(Smc3)-Untereinheit von Cohesin zu charakterisieren. Mit demselben Ansatz wurden Experimente durchgeführt, um zu prüfen, ob die Nukleotidbindung in der ATP-Domäne zu nachweisbaren Verschiebungen in der Coiled-Coil-Domäne führt, was einen möglichen Mechanismus für die motorische Aktivität beschreiben würde. In einem dritten Teilprojekt wurden Varianten des Smc5/6-Komplexes untersucht, um ihre einzigartige Fähigkeit zu charakterisieren, die motorische Aktivität des Komplexes zu regulieren oder Zielproteine zu verändern. Die erzielten Ergebnisse sind wichtige Schritte auf dem Weg zur Rekonstruktion des Prozesses der Zielproteinmodifikation in Einzelmolekül-Assays.
