FAQ
© 2016 Staats- und Universitätsbibliothek
Hamburg, Carl von Ossietzky

Öffnungszeiten heute09.00 bis 24.00 Uhr alle Öffnungszeiten

Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-82035
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2016/8203/


Apicomplexan actin depolymerizing factors and capping proteins in the regulation of actin filament dynamics

Apicomplexan Aktin depolymerisierende Faktoren und Capping-Proteine ​​in der Regulation der Aktin-Filament-Dynamik

Chatterjee, Moon

pdf-Format:
 Dokument 1.pdf (2.898 KB) 


Basisklassifikation: 42.12
Institut: Chemie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Kursula, Inari (Asst. Prof.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 03.07.2015
Erstellungsjahr: 2015
Publikationsdatum: 25.11.2016
Kurzfassung auf Englisch: The phylum Apicomplexa consists mainly of intracellular parasites. The parasite motility and invasion involves a complex and uncharacterized process called gliding motility, which is thought to be driven by the actin-myosin motor of the parasite. Though most of the actins are highly conserved, apicomplexan actins are divergent by 20% from conventional actins. Distinctively Plasmodium, the most harmful member of this phylum, expresses only a small sub-set of actin regulatory proteins. The current work focusses on the effect of actin depolymerizing factors (ADFs) and capping proteins (CP), the two most important regulators of actin filament dynamics.
Plasmodium expresses two actins and ADFs with stage specific expression profiles; actin2 and ADF2 are expressed in the sexual stages, while actin1 and ADF1 are expressed all through the life cycle. Conventional ADFs sever actin filaments, decrease the nucleotide exchange rate on G-actin and sequester monomers. Current results show that both Plasmodium ADFs bind G-actin with comparable affinities and accelerate nucleotide exchange, indicating they function analogous to conventional profilins. Analysis of SAXS data indicate that ADF2 acts as monomer sequestering protein, and ADF1 forms only a transient complex in vitro. Additionally, ADF1 binds to and severs filaments.
ADFs are regulated by phosphoinositols. In case of Plasmodium ADFs, current results confirm that ADF1 binds PIP2 specifically. Very weak or negligible binding between ADF2 and PIP2 was observed. Binding sites of PIP2 and actin on ADF1 are mutually exclusive and might also involve an additional step of recognition, mediated by a loop to helix transition in the loop preceding ADF1 α-helix1.
Conventional CPs form heterodimers of α and β subunits and bind to the fast growing end of filaments, thus inhibiting addition or of loss of monomers. Here, it is snown that the α subunit of Plasmodium CP, in contrast to conventional CPs, forms stable homodimers in vitro. The homodimers were found to inhibit actin polymer elongation and had no impact on actin nucleation, indicating independent function of the two subunits in certain stages of the parasite.
Kurzfassung auf Englisch: Der Stamm der Apicomplexa besteht hauptsächlich aus intrazellulären Parasiten. Motilität und Invasion der Parasiten beinhalten einen komplexen und bislang unvollständig verstanden Prozess, der als “gleitende Motilität” bezeichnet wird und von dem man ausgeht, dass er durch den Aktin-Myosin Motor der Parasiten angetrieben wird. Obwohl die Sequenzen der meisten Aktine hochkonserviert sind, zeigen die Aktine der Apicomplexa eine Divergenz gegenüber den konventionellen Aktinen von 20%. Insbesondere Plasmodium, der gefährlichste Vertreter dieses Phylums, exprimiert lediglich einen kleinen Teil der aktinregulierenden Proteine. Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss von actin depolymerizing factors “ADFs” und capping proteins “CP” auf die Dynamik der Aktinfilamente.
Plasmodium exprimiert zwei Aktine und ADFs mit stadienspezifischen Expressionsprofilen; Aktin2 und ADF2 werden in den geschlechtlichen Stadien exprimiert, während Aktin1 und ADF1 den gesamten Lebenszyklus hindurch exprimiert werden. Konventionelle ADFs zertrennen Aktinfilamente, verringern den Nukleotidaustausch am G-Aktin und sequestrieren Monomere. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass ADFs aus Plasmodium sowohl G-Aktine mit vergleichbarer Affinität binden als auch den Nukleotidaustausch beschleunigen, was auf eine Funktion analog der konventionellen Profiline hinweist. Die Analyse der SAXS-Daten zeigt, dass ADF2 als monomersequestrierendes Protein fungiert und dass ADF1 in vitro einen transienten Komplex bildet. Zusätzlich bindet ADF1 an Filamente und abbricht diese.
ADFs werden durch Phosphoinositole reguliert werden. Die vorliegenden Ergebnisse bestätigen, dass ADF1 aus Plasmodium spezifisch an PIP2 bindet. Für ADF2 konnte nur eine sehr schwache Bindung an PIP2 beobachtet werden. Die Bindung von PIP2 und Aktin an ADF1 schliesst sich gegenseitig aus und könnten einen zusätzlichen Erkennungsschritt benötigen, der durch einen Übergang der Sekundärstruktur von Loop zu Helix im Bereich der α-Helix1 vorangehenden Loops vermittelt wird.
Konventionelle CPs bilden ein Heterodimer, bestehend aus α- und β-Untereinheiten, und binden an das schnell wachsenden Ende der Filamente, wodurch Anlagerung oder Verlust von Monomeren inhibiert wird. Anhand der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Plasmodium CP α-Untereinheit, im Gegensatz zu herkömmlichen CPs, stabile Homodimere in vitro bilden. Diese Homodimere inhibieren die Elongation der Aktinpolymere und haben keinen Einfluss auf die Aktinnukleation, was auf eine unabhängige Funktion der beiden Untereinheiten in bestimmten Stadien des Parasiten hinweist.

Zugriffsstatistik

keine Statistikdaten vorhanden
Legende