Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/13492
Title: Μελέτη της διαμόρφωσης, της δυναμικής και αλληλεπίδρασης με RNA μόρια, τομέων της πρωτεΐνης Lupus antigen μέσω φασματοσκοπίας NMR
Other Titles: Study of conformation, dynamic and interaction with RNA molecules of Lupus antigen (La) protein domains, via NMR spectroscopy
Authors: Μπούρας, Γεώργιος
Keywords: Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού
Δομική μελέτη
Δυναμική πρωτεϊνών
Λειτουργική μελέτη
Keywords (translated): Lupus antigen
Nuclear magnetic resonance spectroscopy
Structural study
Protein dynamics
Functional study
Abstract: Η πρωτεΐνη La αποτελεί ένα μόριο με πολλές διαφορετικές επικράτειες αναγνώρισης μορίων RNA και πρώτα χαρακτηρίστηκε ως αυτο-αντιγόνο στον ορό ασθενών με συστημικό ερυθηματώδη λύκο και σύνδρομο Sjogren’s. Η πρωτεΐνη La κατέχει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία βιογένεσης μορίων tRNA μέσω δέσμευσής της στην τερματική αλληλουχία UUU-3’-OH των μη κωδικών μεταγράφων της RNA πολυμεράσης III (RNAP III). Μέσω της δέσμευσής της καθοδηγεί την ακριβή ωρίμανση του 5’ άκρου των πρόδρομων μορίων tRNA με τη συμβολή του ενζύμου RNase P, προστατεύει το 3’ άκρο τους από εξωνουκλεϊκή κατάλυση και κατευθύνει την ορθή αναδίπλωση των μορίων δρώντας ως πρωτεΐνη μοριακός συνοδός. Παρόλο που η πρωτεΐνη La εντοπίζεται κυρίως στον πυρήνα, εμπλέκεται στην διαδικασία μετάφρασης συγκεκριμένων κυτταρικών και ιικών μορίων mRNA, καθώς και παρεμβολής μέσω RNA αλληλεπιδρώντας με μη κωδικά μόρια RNA στο κυτταρόπλασμα. Συνεπώς συμμετέχει στην ενδοκυττάρια κυκλοφορία μορίων RNA και τους μηχανισμούς αντιικής προστασίας του κυττάρου. Τέλος, έχει παρατηρηθεί ότι η πρωτεΐνη La εμπλέκεται σε αυτοάνοσα νοσήματα και διάφορους τύπους νεοπλασιών. Η πρωτεΐνη La αποτελείται από τέσσερεις διακριτές επικράτειες, την επικράτεια La (La Motif - LaM), δυο επικράτειες αναγνώρισης RNA (RNA Recegnition Motif - RRM1 και RRM2α) και μια μη δομημένη καρβοξυτελική περιοχή. Μέχρι σήμερα η δομή ολόκληρης της πρωτεΐνη δεν έχει επιλυθεί, με τα δομικά δεδομένα από τη βιβλιογραφία να αφορούν τις επικράτειες LaΜ και RRM ορισμένων ευκαρυωτών (συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου) σε σύμπλοκο με συνθετικά ολιγονουκλεοτίδια, παρέχοντας μη επαρκής πληροφορίες των πιθανών ρόλων της πρωτεΐνης σχετικά με τις διαδικασίες δέσμευσης του φυσικού της υποστρώματος, προσομοιάζοντας τις κυτταρικές συνθήκες. Στην παρούσα έρευνα μελετώνται τα δομικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά την αλληλεπίδραση της πρωτεΐνης La, από τον οργανισμό Dictiostelium discoideum, με υποστρώματα μορίων RNA καθώς και της σταθερότητας της, μέσω δομικού και λειτουργικού χαρακτηρισμού μιας «βιβλιοθήκης» των επικρατειών αυτής, διαφορετικού μήκους και δομικών στοιχείων. Τα αποτελέσματα της έρευνας περιλαμβάνουν τον προσδιορισμό της τρισδιάστατης δομής των επικρατειών RRM1, RRM2α και LaM-RRM1, μέσω πολυδιάστατης φασματοσκοπίας NMR. Τα δομικά αποτελέσματα συγκρίνονται με τις υπάρχουσες δομές των αντίστοιχων επικρατειών της ομόλογης ανθρώπινης πρωτεΐνης. Εκτός της δομικής ανάλυσης πραγματοποιείται και δυναμική μελέτη των παραπάνω επικρατειών μέσω μετρήσεων αποδιέγερσης των πυρήνων των ατόμων 15N. Τέλος, η λειτουργική ανάλυση των παραπάνω επικρατειών και ο ρόλος τους στην αναγνώριση μορίων RNA πραγματοποιείται μέσω NMR πειραμάτων τιτλοδότησης, χρησιμοποιώντας μόρια RNA, τα οποία αποτελούν φυσικά υποστρώματα της πρωτεΐνης ή συνθετικά μόρια για τη μελέτη της εκλεκτικότητάς της σε αλληλουχίες ουρακίλης.
Abstract (translated): La (Lupus Antigen) protein is a multi-domain RNA binding protein. It was first described as an auto-antigen in patients suffering from rheumatic systematic lupus erythematosus and Sjogren’s syndrome. La protein plays a key-role in the tRNA biogenesis by binding to a common terminal motif, UUU-3’-OH, of nascent RNA polymerase III (RNAP III) transcripts. It guides accurate 5’ end maturation of pre-tRNAs by RNase P, while protects their 3’ ends from exonucleolytic digestion and prevents their misfolding through its chaperone activity. Although La is located in the nucleus, it also facilitates translation of certain cellular and viral-encoded mRNAs, is involved in RNA interference and subsequently is a regulator of subcellular trafficking and antiviral defense. Finally, La plays an important role in autoimmune diseases and different types of cancer. The protein cοnsists of four distinct domains, namely La motif (LaM), two RNA recognition motifs (RRM1 and RRM2α) and a C-terminus region. So far, the structure of the full-length La protein remains elusive. Only limited structural data of the LaΜ and RRM motifs from few eukaryotes exist (including human) bound to synthetic oligonucleotides providing inadequate information on the possible roles of the full-length La protein, in a more dynamic tRNA – dependent cellular network. This research elucidate the structural phenomena occurring during the interaction of the protein, from Dictiostelium discoideum, with RNA substrates, as well as the stability of the protein, through an extensive structural and functional characterization of a “domain library” of La. This library consists of a number of domains, which vary in length and structural features. The results include the NMR-driven structure determination of the RRM1, RRM2α and LaM-RRM1 domains, via 2D/3D NMR. Those results are compared and discussed with the corresponding human protein domains. Along with the structural investigation, the dynamical properties of the above structures are studied through 15Nrelaxation measurements. Finally, the functional analysis of those structures and the elucidation of the role of each one of them in RNA recognition and binding is performed by using natural and synthetic RNA substrates through NMR-driven titration experiments.
Appears in Collections:Τμήμα Φαρμακευτικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Mpouras(pharm).pdf13.61 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons