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How Ubiquitylation Coordinates Cell Division and Differentiation - Function and Regulation of E3 Ubiquitin Ligases Beyond the Cell Cycle

泛素化如何协调细胞分裂和分化 - E3 泛素连接酶在细胞周期之外的功能和调节

基本信息

批准号：
225822023
负责人：
Dr. Jörg Mansfeld
金额：
--
依托单位：
Biotechnologisches Zentrum (Biotec)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Independent Junior Research Groups
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2017-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/225822023?language=en
关键词：
How Ubiquitylation Coordinates Cell Division

项目摘要

Voraussetzung für die Entwicklung von mehrzelligen Organismen ist die enge Koordination zwischen Proliferation und Differenzierung. Ob Zellen sich kontinuierlich teilen oder den Zellzyklus vorüberge-hend bzw. permanent verlassen, hängt wesentlich von der Aktivität der E3 Ubiquitin Ligasen ab, die den Verlauf des Zellzyklus koordinieren. E3 Ligasen sind Enzyme, die ihre Substrate durch die kova-lente Bindung von Ubiquitinmolekülen modifizieren. Die Modifikation mit mehreren Ubiquitinmolekülen kann dazu führen, dass das Substrat vom 26S Proteasom erkannt und abgebaut wird. Eine der wich-tigsten E3 Ligasen die den Zellzyklus koordinieren ist der Anaphase Promoting Complex/Cyclosome (APC/C). Bisher ist der APC/C vor allem aufgrund seiner essenziellen Funktionen in der Mitose unter-sucht worden. In letzter Zeit deuten allerdings mehrere Studien daraufhin, dass E3 Ligasen, unteran-derem der APC/C, weitere zusätzliche Funktionen während der sogenannten Ruhephase (G0-Phase) und der Zelldifferenzierung haben, wie z.B. der Neurogenese und der Muskeldifferenzierung (Myoge-nese). Diese unerwarteten Funktionen wichtiger Zellzyklusproteinen sind weitgehend unerforscht und es ist daher unklar wie die Aktivität und die Spezifizität der E3 Ligasen außerhalb des Zellzyklus regu-liert wird.In meinen Vorarbeiten habe ich eine Methode entwickelt, die es erlaubt den APC/C und seine Binde-partner, aus definierten Phasen des Zellzyklus aufzureinigen und durch quantitative Massenspektro-skopie zu vergleichen. Mit Hilfe dieser Methode soll untersucht werden, wie die Aktivität und die Spe-zifizität des APC/C während des Übergangs in die G0-Phase, bzw. während der zellulären Differenzie-rung, reguliert wird. Zur funktionellen Charakterisierung identifizierter APC/C Bindepartner und zur Bestimmung der Aktivität des APC/C in lebenden Zellen haben wir eine „Gen-Targeting“ Methode entwickelt, die es erlaubt in kurzer Zeit die Gene von fluoreszierenden Proteinen direkt in die endoge-nen Loci von Kandidaten zu integrieren. Dadurch wird eine mögliche falsche Bewertung nachfolgender Analysen aufgrund von Überexpression vermieden. Um die zugrunde liegenden molekularen Me-chanismen aufzudecken, die für die Regulation des APC/C verantwortlich sind, werden wir auf in vitro Ubiquitylierungsexperimente zurückgreifen, die auf gereinigten Proteinen basieren.Um die Rolle der E3 Ligasen während zellulärer Differenzierung zu verstehen, ist es unerlässlich zuerst ihre relevanten Substrate zu identifizieren. Daher werden wir anhand der Myogenese untersuchen, wie Ubiquitylierung durch den APC/C und durch weitere E3 Ubiquitin Ligasen, wie z.B. SCF(MAFbx), die Differenzierung von Myoblasten in funktionelle Muskelzellen (Myotubes) koordiniert. Mit Hilfe einer vom mir entwickelten Methode, die es erlauben wird sowohl das Substrat als auch die modifizierte Aminosäure in einem einzigem Experiment festzustellen, sollen die Substrate spezifischer E3 Ligasen in definierten Abschnitten der Myogenese im globalen Maßstab identifizieren werden. Ziel des Antrags ist ein detailliertes Verständnis der Regulation von E3 Ligasen während des Übergangs zwischen Proliferation und Differenzierung zu gewinnen und somit zur Entwicklung möglicher Therapien gegen Krebs und Muskelatrophie beizutragen.

生物体的进化和分化的协调。 Ob Zellen sich kontinuierlich teilen oder den Zellzyklus vorüberge-hend bzw。永久性版本，我们将在 E3 Ubiquitin Ligasen ab 上激活，并在 Zellzyklus koordinieren 版本中启用。 E3 连接酶和酶，在底物中快速结合泛素分子修饰剂。泛素分子的修饰可以通过 26S Proteasom 的 Substrat 进行修改并进行修改。 Eine der wich-tigsten E3 Ligasen die den Zellzyklus koordinieren ist der Anaphase Promoting Complex/Cyclosome (APC/C)。 APC/C 的全部功能都在 Mitose 中。在这段时间里，Studien daraufhin、E3 Ligasen、APC/C 下的所有相关项、Ruhephase（G0 相）和 Zelldifferenzierung haben 的功能均已完成，例如 z.B. der Neurogenese und der Muskeldifferenzierung (Myoge-nese)。蛋白质的功能是由 Zellzyklus 蛋白质引起的，并且它是由 E3 的活动和特殊功能组成的。方法介绍了 APC/C 和绑定伙伴的使用方法，定义了测量阶段和定量测量指标。 Mit Hilfe 的方法解决了我们在 G0 阶段中的活动和 APC/C 的特殊化问题。不同级别、不同规则。 APC/C 的功能特征识别与 APC/C 活性的最佳结合在 Lebenden Zellen 中以“Gen-Targeting”方法为基础，在 kurzer Zeit 的荧光基因中进行蛋白质直接作用于内源性蛋白质位点 von Kandidaten zu integrieren。分析了超表达的含义。 Um die zugrunde liegenden molecularkularen Me-chanismen aufzudecken, die für dieRegulation des APC/C verantwortlich sind, werden wir auf in 体外 Ubiquitylierungsexperimente zurückgreifen, die auf gereinigten Proteinen basieren.Um die Rolle der E3 Ligasen während 不同之处在于，它与识别的底层相关。就 Myogenese 而言，APC/C 和 E3 泛素连接中的普遍存在，如 z.B. SCF(MAFbx)，是肌细胞功能中肌细胞的差异。 Mit Hilfe einer vom mir entwickelten Methode, die es erlauben wird sowohl das Substrat als auch die diezierte Aminosäure in einem einzigem Experiment festzustellen, sollen die Substrate spezifischer E3 Ligasen in definierten Abschnitten der Myogenese im globalen Maßstab identifizieren werden. Ziel des Antrags 是 E3 Ligasen 规则的详细说明，它涉及到细胞增殖和差异化以及治疗中的克雷布斯和肌肉营养不良。