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The putative protein kinase PPK/ckin18 and its role in protein phosphorylation in the chloroplast
Thomas Gruber
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Markus Teige
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29743.64020.114765-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Proteinphosphorylierung ist ein universales Konzept in der Biologie und beschreibt die kovalente Addition einer endständigen Phosphatgruppe (γ-PO32-) eines ATP Moleküls an Serin-, Threonin- oder Tyrosinseitenketten eines Proteins. Diese post-translationale Modifikation wird von Proteinkinasen katalysiert und kann nahezu jede erdenkliche Auswirkungen mit sich bringen, angefangen von Enzymaktivierung über Signaltransduktion und strukturell relevante Protein-Protein Interaktionen, bis zu Sekretion, subzellulärer Lokalisierung und veränderter Proteinstabilität – durchwegs Prozesse die grundlegend für jeden Organismus sind, in Prokarya wie Eukarya. Dennoch sind bisher weit weniger Proteinkinasen als erwartet in einer Organelle beschrieben worden, die nicht zuletzt deshalb eine Schlüsselrolle für das Leben auf der Erde spielt, weil sie Ort der sauerstoffproduzierenden Photosynthese ist: dem Chloroplasten. PPK/ckin18 ist eine von nur 15 Chloroplastenproteinkinasen and wurde 2011 in einer gerichteten Proteomanalyse entdeckt. Es handelt sich um ein lösliches 418aa Stromaprotein und weist ein N-terminales chloroplastisches Transitpeptid sowie alle essentiellen Kinasedomänen auf (Phosphatgripper, Aktives Zentrum, DFG Magnesiumbindestelle und APE Motiv). Die Konsensussequenz HRD im aktiven Zentrum ist jedoch zu HQS mutiert, was die Fähigkeit der Kinase, Phosphotransfer katalysieren zu können, in Frage stellt. Diese Mutation ist in Orthologen mehrerer Spezies erhalten geblieben und könnte daher Funktionalität mit sich bringen, die für die Zelle von Vorteil ist. In der vorliegenden Diplomarbeit wurde PPK/ckin18 unter diesem Gesichtspunkt – einer möglichen Involvierung in das komplexe Proteinphosphorylierungsnetzwerk des Chloroplasten – untersucht; insbesondere wurden Kinaseaktivitätsexperimente mit ckin18 sowie einer Variante von ckin18 in welcher das invariante Aspartat des HRD Motivs wiederhergestellt wurde, durchgeführt.
Abstract
(Englisch)
Protein phosphorylation is a universal concept in biology whereby a phosphate group is covalently added to serine, threonine or tyrosine residues of a protein, usually originating from the terminal phosphate (γ-PO32-) of an ATP molecule. This post-translational modification is catalyzed by protein kinases and can have almost any conceivable effect, ranging from enzyme activation to turnover regulation, signal transduction, structural protein-protein interactions, secretion and subcellular localization - processes that are vital to every known organism, prokaryotic and eukaryotic. In spite of this, far fewer protein kinases than anticipated have been described for the chloroplast, an organelle that is central to all of life as it is the site of oxygen-evolving photosynthesis. PPK/ckin18 is one of only 15 chloroplast-localized protein kinases and was discovered in a targeted proteomic search in 2011. It is a 418aa stromal protein, with an N-terminal transit peptide and contains all essential kinase domains for a protein kinase like the phosphate gripper, catalytic loop, DFG magnesium-binding motif and APE motif. However, the consensus HRD motif in the catalytic loop is changed to HQS, raising the question of whether this renders it incapable of phosphotransfer. The mutation is conserved in orthologs of several species, so it may impart function that is beneficial and useful to the cell. In this thesis, PPK/ckin18 was examined in light of its possible role in the complex and elaborate chloroplast protein phosphorylation network. In particular, kinase assays were performed with ckin18 and an engineered version of ckin18 where the invariant catalytic aspartate was restored by site-specific mutagenesis.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
protein phosphorylation protein kinase chloroplast kinase assay pseudokinase
Schlagwörter
(Deutsch)
Proteinphosphorylierungen Proteinkinase Chloroplast Kinaseassay Pseudokinase
Autor*innen
Thomas Gruber
Haupttitel (Englisch)
The putative protein kinase PPK/ckin18 and its role in protein phosphorylation in the chloroplast
Paralleltitel (Deutsch)
Die mutmaßliche Proteinkinase PPK/ckin18 und ihre Rolle in der Proteinphosphorylierung des Chloroplasten
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
48 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Teige
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.41 Pflanzenphysiologie
AC Nummer
AC10916236
Utheses ID
25976
Studienkennzahl
UA | 490 | | |
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