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Keeping it in the family - structure and regulation of Src and Tec kinases
Raußendorf Freia Von
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Molekulare Biologie)
Betreuer*in
Thomas Leonard
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20550.56371.902967-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Die Familie der Tec Tyrosinkinasen sind entscheidend in der Regulation des Immunsystems involviert und erfüllen eine essentielle Rolle in der Entwicklung und Reifung von Lymphozyten. Dysregulierung von Tec Kinasen ist die Ursache einer Reihe an Immuninsuffizienzen, sowie lymphoproliferativen und inflammatorischen Erkrankungen, die diese Kinasen zu attraktiven therapeutischen Targets machen. Während die Signaltransduktionswege der Tec Kinasen allerdings gut beschrieben sind, sind die molekularen Mechanismen ihrer Regulation seit langem umstritten. Ihre enge Verwandtschaft mit der Familie der Src Kinasen lässt auf ähnliche Regulationsmechanismen schließen, aber während die Src und Abl Kinasen jeweils durch Phosphorylierung des C-Terminus und N-terminale Myristoylierung reguliert sind, besitzen die Tec Kinasen keines dieser regulatorischen Elemente. In dieser Thesis demonstrieren wir, dass Src, Itk und Tec Kinasen ADP gegenüber ATP vorziehen und dadurch die inaktive Konformation dieser Proteine stabilisiert wird. Des Weiteren zeigen wir, dass das Src-artige Modul von Itk dieselbe autoinhibierte Konformation wie Src aufweist und dass die geschlossene Konformation von Src unabhängig von der C-terminalen Phosphorylierung ist. Wir weisen nach, dass die Aktivierung von Src und Tec Kinasen entscheidend von der Auflösung eines Stapels an konservierten, hydrophoben Aminosäuren in der Grenzfläche zwischen SH3- und Kinasedomäne abhängt, welche durch Dislokation der SH3- und SH2-Domänen eintritt. Die daraus resultierende Konformationsänderung löst einen Wechsel in Nukleotidaffinität aus und führt zu effizienter Transautophosphorylierung und Aktivierung der Kinasen. Wir präsentieren ein allgemeines Modell für Aktivierung und Autoinhibition der Src und Tec Kinasefamilien. Im letzten Teil der Thesis gehen wir näher auf die Regulationsmechanismen der Tec Kinasen ein und demonstrieren die Rolle der N-terminalen, membranbindenden PH-Domäne in Autoinhibierung der Kinaseaktivität.
Abstract
(Englisch)
The Tec family of tyrosine kinases are critically involved in the regulation of the immune system, playing an essential role in the development and maturation of lymphocytes. Dysregulation of Tec family kinases is the cause of a range of immunodeficiencies, lymphoproliferative diseases and inflammatory disorders, making them attractive drug targets. However, while the cellular signalling pathways of these kinases have been well delineated, the molecular mechanisms of their regulation have long been debated. Their close relation to the Src family kinases suggested similar mechanisms of regulation, but while the Src and Abl kinases are regulated by tail phosphorylation and N-terminal myristoylation respectively, the Tec kinases notably contain neither regulatory element. In this thesis, we demonstrate that Src, Itk, and Tec kinases preferentially bind ADP over ATP, thereby stabilising the inactive conformation of these proteins. Furthermore, we show that the Src-like module of Itk adopts the same autoinhibited conformation as Src and that the closed conformation of Src is independent of its C-terminal tail. We demonstrate that activation of both Src and Tec kinases depends critically on disruption of a conserved hydrophobic stack in the SH3-kinase interface that occurs upon disassembly of the regulatory SH3 and SH2 domains. The consequent conformational change triggers a switch in nucleotide binding and leads to efficient trans-autophosphorylation and kinase activation. We present a general model for activation and autoinhibition of both the Src and Tec family kinases. In the final part of the thesis, we expand on the regulatory mechanisms of the Tec kinases by demonstrating the role of the N-terminal, membrane-binding PH domain in autoinhibition of kinase activity.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
kinase regulation autoinhibition nucleotide binding Tec kinase Src kinase structure
Schlagwörter
(Deutsch)
Kinaseregulierung Autoinhibition Nukleotidbindung Tec Kinase Src Kinase Struktur
Autor*innen
Raußendorf Freia Von
Haupttitel (Englisch)
Keeping it in the family - structure and regulation of Src and Tec kinases
Paralleltitel (Deutsch)
Familienangelegenheiten : Struktur und Regulierung von Src und Tec Kinasen
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
VI, 102 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Miquel Pons ,
Hans Brandstätter
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC13728948
Utheses ID
41610
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 490 |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1