Detailansicht
Functional studies on Hfq proteins of Escherichia coli and Bacillus subtilis
Hermann Hämmerle
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Udo Bläsi
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29423.54507.193670-7
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In Escherichia coli und anderen Enterobacteriacaea reguliert Hfq auf posttranskriptionaler Ebene überwiegend die Expression von mRNAs mit Hilfe von kleinen, nicht-kodierenden RNAs (sRNAs). Im Gegensatz dazu ist die Funktion von Hfq in Gram-positiven Bakterien weitgehend unverstanden.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurden die berichtete ATP-Bindung und ATPase-Aktivität von Hfq untersucht. Die Röntgen-Struktur der ersten 65 Aminosäuren von E. coli Hfq im Komplex mit ATP zeigte, dass der Ligand an die sogenannte R-Seite auf der distalen Seite des Hfq-Hexamers bindet. Die zuvor berichtete ATPase-Aktivität konnte jedoch mittels hochaufgereinigtem wild-typ Hfq nicht bestätigt werden. Auch eine Destabilisierung von Hfq-RNA-Komplexen in Anwesenheit von ATP wurde nicht beobachtet.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Rolle von Hfq in der DsrA-abhängigen, translationalen Aktivierung der rpoS mRNA bei niedrigen Temeraturen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die DsrA.rpoS Duplex-Formation auch in Anwesenheit der HfqG29A Mutante bei niedriger Temperatur erfolgt, die Synthese von RpoS jedoch stark reduziert ist. Die hier durchgeführten in vivo Studien unterstützen die Bedeutung der A-reichen Sequenzen im 5’-nicht-translatierten Bereich von rpoS und deuten darauf hin, dass Hfq vor allem benötigt wird um die rpoS mRNA in eine translational kompetente Form zu überführen.
Um mögliche Hfq-abhängige RNAs zu detektieren, wurde im letzten Teil dieser Arbeit das Transkriptom eines Bacillus subtilis hfq-defizienten Stammes mittels RNA-Sequenzierung untersucht. Interessanterweise hatte die Deletion des hfq Gens hauptsächlich eine Auswirkung auf Transkripte die bestimmten Regulons (ResD, GerE, ComK) zugeordnet werden können. Überaschenderweise waren nur 6 der in B. subtilis bekannten sRNAs in Abwesenheit von Hfq dereguliert.
Abstract
(Englisch)
The RNA chaperone Hfq is conserved throughout Gram-positive and Gram-negative Bacteria. In Escherichia coli Hfq was shown to act as riboregulator mediating posttranscriptional regulation of mRNAs by small regulatory RNAs (sRNAs). In this work, Hfq-mediated regulation was studied in Escherichia coli and Bacillus subtilis.
In the first part, structural and biochemical studies on the E. coli Hfq were performed to revisit the proposed ATPase activity of Hfq. The X-ray structure of the first 65 aa of E. coli Hfq in complex with ATP revealed that – like in the ADP bound form – the ligand resides in the R-sites of the tripartite binding motif (ARE) on the distal face of the Hfq hexamer. Using full length Hfq protein purified to homogeneity the reported ATPase activity could not be confirmed, nor was a significant destabilization of Hfq-RNA complexes observed in the presence of ATP.
The second part of this work concerned the role of Hfq in DsrA dependent, translational activation of rpoS mRNA. The in vivo studies corroborate the importance of the A-rich sequences in the rpoS leader and suggested that Hfq is predominantly required to convert the rpoS mRNA into a translationally competent form.
To reveal the function and possible target genes of Hfq in B. subtilis, a comparative transcriptome analysis was performed with a wild-type strain and a hfq- strain. The absence of Hfq affected the transcript abundance of several regulons. Surprisingly, only 6 out of ~150 known and predicted B. subtilis sRNAs showed an altered abundance.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Hfq sRNA Escherichia coli Bacillus subtilis
Schlagwörter
(Deutsch)
Hfq sRNA Escherichia coli Bacillus subtilis
Autor*innen
Hermann Hämmerle
Haupttitel (Englisch)
Functional studies on Hfq proteins of Escherichia coli and Bacillus subtilis
Paralleltitel (Deutsch)
Funktionelle Studien über Hfq Proteine von Escherichia coli und Bacillus subtilis
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
126 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Vladimir Kaberdin ,
Boris Görke
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines ,
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC11183060
Utheses ID
27381
Studienkennzahl
UA | 094 | 490 | |