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Investigation of direct interaction between Myc and the Myc-target BASP1

Leonhard Geist

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Betreuer*in

Robert Konrat

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DOI

10.25365/thesis.1850

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30457.15788.690963-5

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Brain Acid-Soluble Protein 1 (BASP1) ist ein intrinsisch unstrukturiertes Protein, das in Mechanismen wie dem Auswachsen und der Plastizität von Neuronen involviert ist und vor kurzem als Co-Suppressor des Wilms’ tumor suppressor protein 1 (WT1) entdeckt wurde. Diese Co-Suppressor Aktivität wird durch Interaktion von BASP1 mit der WT1 Suppressions-Region vermittelt. Außerdem wurde eine Änderung der subzellulären Lokalisation von BASP1 in HeLa Zellen nach Induktion von Apoptose festgestellt. Ein neu entwickelter Algorithmus (Robert Konrat), der Proteine aufgrund ihrer so genannten Meta-Struktur untersucht, prognostiziert für eine 20-40 Aminosäuren lange Region von BASP1 eine große Wahrscheinlichkeit für Protein Interaktion. Auch die Sekundärstruktur des interagierenden Proteins (bzw. des relevanten Teils des Proteins) kann durch die Meta-Struktur Analyse vorhergesagt werden. Im Fall von BASP1 interagiert die genannte Region wahrscheinlich mit einem Loop oder einem beta-Faltblatt Segment eines anderen Proteins. Damit übereinstimmend, prognostiziert Meta-Struktur Analyse eine Loop oder beta-Faltblatt Konformation und eine hohe Wahrscheinlichkeit für Protein Interaktion für die Suppressions-Region von WT1. Folglich stimmt Meta-Struktur Analyse mit der beobachteten Interaktion zwischen BASP1 und WT1 überein. Aktuelle Studien konstatierten eine differentielle Expression von BASP1 in MC29 transformierten Zelllinien embryonaler Fibroblasten von Huhn und Wachtel. Das MC29 Virus codiert für das onkogene v-Myc Protein, welches nach Infektion der Zelllinie überexprimiert wird und schlussendlich, schon auf Ebene der Transkription, zur Repression von BASP1 führt. Überraschenderweise, hindert ektopische Expression von BASP1 in MC29 infizierten Zellen die Transformation der Zellen durch v-Myc. Andere Studien mit einem so genannten „cell penetrating peptide“ (ein Peptid, das die Zellmembran penetrieren kann), das ein 20 Aminosäuren langes Segment der prognostizierten Protein Interaktions Region von BASP1 beinhaltet, konstatierten einen starken „zell-schwächenden“ Effekt (cytopathic effect) dieses Peptids auf embryonale Hühner-Fibroblasten. Dieser Effekt war weitaus stärker in MC29 transformierten als in untransformierten embryonalen Hühner-Fibroblasten. Dieses Resultat betont die Funktionalität des kleinen interagierenden Segments von BASP1. Die Hypothese wurde aufgestellt, dass die wechselseitige Hemmung der Proteine BASP1 und Myc möglicherweise auf direkter Interaktion zwischen diesen zwei Proteinen basiert. Obwohl die N-terminale Transaktivierungsdomäne (TAD) von Myc Proteinen sehr unstrukturiert ist, wurden sowohl alpha-helikale Bereiche als auch beta-Faltblatt Segmente vorausgesagt. Myc TAD kann mit vielen auch strukturell unterschiedlichen Proteinen interagieren. Diese spezifischen Interaktionen werden oft durch unterschiedliche Bereiche von TAD vermittelt. Das Ziel dieser Studie war die direkte Interaktion zwischen dem bereits genannten Interaktions-Peptid von BASP1 und einem N-terminalen Teil von v-Myc (enthält c-Myc TAD vom Huhn), dem gesamten v-Myc Protein bzw. dem c-Myc Protein (Huhn) zu untersuchen. Dies wurde versucht mittels His6 Pull-Down Experimenten und Bindungsstudien mithilfe analytischer Gelfiltrations-Säulen. Schlussendlich konnte direkte Interaktion zwischen Myc und BASP1 mit den genannten Methoden nicht nachgewiesen werden. Folglich bleibt der Mechanismus der wechselseitigen Beeinflussung dieser zwei Proteine weiterhin unklar.

Abstract

(Englisch)

Brain Acid-Soluble Protein 1 (BASP1) is an intrinsically unstructured protein, which is involved in neuronal sprouting and plasticity and has also been identified as a cosuppressor for the Wilms’ Tumor suppressor protein 1 (WT1). This cosuppressor activity is mediated via binding of BASP1 to the WT1 suppression region. Moreover, the subcellular localization of human BASP1 is altered upon induction of apoptosis in HeLa cells. A novel bioinformatical approach, based on the Meta-structure concept (Robert Konrat), predicts a small stretch of 20-40 amino acids of chicken BASP1 with a high probability for interaction with other proteins, presumably with a loop or beta-stranded part of a protein. In agreement with this finding, meta-structure analysis of WT1 predicts for its suppression region a loop or beta-stranded conformation and a high probability for protein interaction. Hence, the Meta-structure approach is in agreement with the observed interaction between BASP1 and WT1. Current studies found chicken BASP1 to be differentially expressed in MC29-transformed avian embryonic fibroblast cell lines. The MC29 virus encodes oncogenic v-Myc, which leads to the repression of BASP1 already at the transcriptional level. Surprisingly, ectopic expression of chicken BASP1 in MC29 infected chicken embryonic fibroblasts hinders the transformation of the cells by v-Myc. In addition, a synthetical cell penetrating peptide comprising a 20 residue long stretch of the predicted protein interaction site of BASP1 led to a cytopathic effect in chicken embryonic fibroblasts (CEF). This effect was more stringent in MC29 transformed than in untransformed CEF, highlighting the functionality of this small interacting stretch of BASP1. It was hypothesized that the mutual suppression of Myc and BASP1 might be a consequence of direct interaction between those proteins. The N-terminal transactivation domain (TAD) of Myc proteins, although highly unstructured, was proposed to harbour alpha-helical as well as beta-stranded segments. Myc TAD is able to interact with a lot of even structurally different proteins. These specific interactions are often mediated by different parts of Myc TAD. The aim of this study was to investigate direct interaction between the small interacting peptide of BASP1 and an N-terminal part of v-Myc (harbouring chicken c-Myc TAD), full-length v-Myc and chicken c-Myc, respectively, with the help of His6 pull-down assays and binding studies by analytical size exclusion chromatography. As a matter of fact, we were not able to observe direct interaction between Myc and BASP1 with the used methods, indicating that the mutual repression between those proteins remains still unclear.

Autor*innen

Leonhard Geist

Haupttitel (Englisch)

Investigation of direct interaction between Myc and the Myc-target BASP1

Paralleltitel (Deutsch)

Untersuchung direkter Interaktion zwischen Myc und dem Myc regulierten BASP1

Publikationsjahr

2008

Umfangsangabe

118 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Robert Konrat

Klassifikationen

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.99 Naturwissenschaften allgemein: Sonstiges ,

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie

AC Nummer

AC07603400

Utheses ID

1519

Studienkennzahl

UA | 490 | | |

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Schlagwörter