ISBN 9783843952767

978-3-8439-5276-7, Reihe Biophysik

Anja Reisser
Aufklärung von krankheitsrelevanten molekularen Mechanismen durch Einzelmolekülmikroskopie

231 Seiten, Dissertation Universität Ulm (2023), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Für die Entstehung vieler Krankheiten sind Mutationen innerhalb der Aminosäuresequenz verschiedener DNA-binde Proteine wie Transkriptionsfaktoren ursächlich. Eine dadurch modifizierte DNA-Bindung dieser Faktoren kann eine Veränderung der nachgeschalteten Genexpression auslösen. Die Aufklärung dieser DNA-Bindungs-Pathogenität ist wichtig um verschiedene Krankheiten zu verstehen. Damit eine Analyse der DNA-Bindekinetik an spezifischen Stellen im Genom möglich wird, ist eine gezielte Markierung bestimmter Gene nützlich. In dieser Arbeit wurden neue Ansätze zur spezifischen Genommarkierung in lebenden Zellen als auch Organismen entwickelt und erste Charakterisierungsexperimente durchgeführt. Diese können als Ausgangspunkt für eine Erweiterung und eventuelle Verbesserung der bisherigen Markierungswerkzeuge gesehen werden. Zudem konnte in dieser Arbeit mit Hilfe von Einzelmolekülmikroskopie der mögliche Einfluss elektrostatischer Wechselwirkungen von Proteinoberflächen als potentieller krankheitsrelevanter molekularer Mechanismus identifiziert werden. Es wurde festgestellt, dass die Mutation von positiv geladenen Aminosäuren innerhalb der DNA-Bindetasche der Endonuklease G zu einer geringeren spezifischen Bindung des Moleküls führt als auch die Anzahl an EndoG-Proteinen, welche eine solche Bindung eingehen. Des Weiteren konnten die von Ku80c118 abgeleiteten 28 Aminosäuren-Peptide Ku3 und Sk3 als (Teil-)Inhibitoren der EndoG-Chromatin-Bindung identifiziert werden. Zusätzlich wurde für die pathogene Extension der polaren ungeladenen Aminosäure Glutamnin (Q) am Beispiel der AR (Androgenrezeptor)-Q63-Variante eine gesunkene Anzahl an spezifischen Chromatin-Interaktionen nachgewiesen. Für eine Punktmutation im IRF4 konnte in dieser Arbeit eine DNA-Affinitätserhöhung gemessen werden. Des Weiteren wurde festgestellt, dass der pathogene Mechanismus einer anderen IRF4-Mutante wahrscheinlich auf einen entstandenen erleichterten Kernimport zurückzuführen ist.