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Paramagnetic NMR studies of IDPs
Agathe Vanas
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Robert Konrat
DOI
10.25365/thesis.41814
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24218.51276.805858-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Erforschung intrinsisch ungefaltener Proteine hat sich etwa seit der Jahrtausendwende als populäres Thema in der Strukturbiologie etabliert, ihre strukturelle Vielfalt und hohe Dynamik erschweren die Untersuchungen jedoch. In dieser Arbeit stellen wir eine neue NMR Methodik, Paramagnetische Relaxations-Interferenz (PRI), vor, die es ermöglicht selektiv lediglich kompakte Strukturen aus dem strukturellen Ensemble intrinsisch ungefaltener Proteine zu charakterisieren. Der Ansatz nutzt Interferenzen bei kreuzkorrelierter Elektron-Kern dipolarer Relaxation, die in Anwesenheit zweier paramagnetischer Zentren innerhalb eines Proteins beobachtet werden kann.
Wir haben die Methode an Osteopontin erprobt, einem intrinsisch ungefaltenen Protein, dessen primäre Funktionen in den Bereichen Biomineralisierung, Immunsystem und zelluläre Signaltransduktion liegen, das jedoch auch in einer Vielzahl von Krebsformen eine Rolle spielt. Mithilfe des PRI Effekts ist es uns gelungen erste Einblicke in die Zusammensetzung des strukturellen Ensembles von Osteopontin zu gewinnen. Wir haben gezeigt, dass das Protein kooperativ gefaltene Zustände besitzt, wobei es zumindest zwei verschiedene kompakte Strukturen gibt. Diese Ergebnisse verdeutlichen die potentiellen Möglichkeiten der Anwendung des PRI Effekts im Bereich intrinsisch ungefaltener Proteine.
Abstract
(Englisch)
In recent years intrinsically disordered proteins (IDPs) have become a popular research topic in structural biology. The vast structural space they sample and the rapid interconversion do however prove challenging as they conceal the relevant features and functionally important states.
We present a novel NMR methodology, paramagnetic relaxation interference (PRI), which provides insight specifically into compacted structural states and can be used to gather global structural information on the studied proteins. The method utilizes cross correlated electron-nucleus dipolar relaxation interference effects observed in doubly paramagnetically labeled proteins.
As a prove of concept we applied the technique to osteopontin, a metastasis-associated IDP involved in numerous types of cancer, and have been successful in shedding some light on its structural ensemble. We have been able to determine that the structural ensemble of osteopontin includes at least two compact structures, each consisting of a compact central region interacting with one of the protein's termini. Additionally we could show that in spite of being an intrinsically disordered protein osteopontin does in fact experience cooperative unfolding when treated with urea. These results indicate that the novel PRI approach can be used to further our understanding of IDPs as it, to some degree, already has for osteopontin.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
nuclear magnetic resonance paramagnetic relaxation enhancement intrinsically disordered proteins osteopontin
Schlagwörter
(Deutsch)
Kernspinresonanz paramagnetische Relaxation intrinsisch ungefaltene Proteine Osteopontin
Autor*innen
Agathe Vanas
Haupttitel (Englisch)
Paramagnetic NMR studies of IDPs
Paralleltitel (Deutsch)
Paramagnetische Kernspinresonanz in intrinsisch ungefaltenen Proteinen
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
155 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Robert Konrat
AC Nummer
AC13107892
Utheses ID
37018
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |