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Structural and dynamic characterization of the intrinsically disordered protein YAP by NMR
Michael Feichtinger
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium Naturwissenschaften: Chemie
Betreuer*in
Robert Konrat
DOI
10.25365/thesis.80223
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13428.02816.255588-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Intrinsisch ungeordnete Proteine (IDPs) erfüllen wichtige biologische Funktionen, obwohl ihnen eine stabile 3D-Struktur fehlt. Diese Dissertation untersucht die strukturellen und dynamischen Eigenschaften des IDPs Yes-associated protein (YAP), eines zentralen Regulators des Hippo-Signalwegs. Im Fokus steht die TEAD-Bindedomäne von YAP (50–171), deren apo-Zustand und Rolle in der TEAD-Interaktion mithilfe der NMR-Spektroskopie analysiert werden. Die erste Studie liefert umfassende NMR-Signalzuordnung des Rückgrats und ausgewählter Seitenketten und zeigt dabei, dass im ungebundenen Zustand transiente sekundäre Strukturelemente vorhanden sind. Das Auftreten eines β-Strangs, einer α-Helix- und einer Ω-Schleife weisen darauf hin, dass der apo-Zustand nicht vollständig ungeordnet ist, sondern strukturelle Präformationen aufweist. Aufbauend darauf zeigt die zweite Studie, dass diese Elemente durch intramolekulare Wechselwirkungen stabilisiert werden. Paramagnetische Relaxationsverstärkung (PRE), selektive Seitenketten-NOEs und Diffusionsexperimente (DOSY) belegen, dass YAP kompakte Subzustände einnimmt, in denen die für die Bindung relevanten Elemente in räumliche Nähe gebracht werden. Diese Konformationen sprechen für einen Bindemechanismus basierend auf konformationeller Selektion anstelle eines induzierten Fits und sind sogar kompakter als der gebundene Zustand. Darüber hinaus eröffnet dieser kompakte Subzustand neue Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen. Insgesamt liefert diese Arbeit die erste Charakterisierung des apo-Zustands von YAP auf atomarer Ebene und hebt die funktionale Bedeutung struktureller Präformation bei IDPs hervor. Sie stützt ein Kontinuumsmodell für die Funktion von Proteinen, in dem dynamische Unordnung wesentlich zur molekularen Erkennung und Regulation beiträgt.
Abstract
(Englisch)
Intrinsically disordered proteins (IDPs) perform essential biological functions despite lacking stable three-dimensional structures. This dissertation explores the structural and dynamic properties of the IDP Yes-associated protein (YAP), a key regulator in the Hippo signaling pathway. Focusing on the TEAD-binding domain of YAP (residues 50–171), the work employs NMR spectroscopy to investigate the apo state and its role in TEAD interaction. The first study provides a comprehensive backbone and partial side-chain resonance assignments, revealing transient secondary structural elements within the unbound YAP fragment. The presence of a β-strand, α-helix, and Ω-loop indicates that the apo state is not fully disordered, but instead exhibits structural preformation. Building on this, the second study demonstrates that these elements are co-stabilized through long-range intramolecular interactions. Paramagnetic relaxation enhancement (PRE), selective side-chain NOEs, and diffusion-ordered spectroscopy (DOSY) show that YAP adopts compact substates that bring critical binding elements into proximity. These conformations support a mechanism based on conformational selection rather than induced fit and are more compact than the bound state. Furthermore, this compact substate also presents new opportunities for therapeutic targeting. In summary, this work provides the first atomic-level characterization of YAP’s apo state, highlighting the functional role of structural preformation in IDPs. It supports a continuum model of protein function in which dynamic disorder contributes directly to molecular recognition and regulatory control.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
NMR Spektroskopie Yes-associated Protein Intrinsisch ungeordnete Proteine
Schlagwörter
(Englisch)
NMR spectroscopy Intrinsically disordered proteins Yes-associated protein (YAP) Hippo pathway
Autor*innen
Michael Feichtinger 
Haupttitel (Englisch)
Structural and dynamic characterization of the intrinsically disordered protein YAP by NMR
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
89 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Klaus Zangger ,
Christoph Kreutz
Klassifikation
35 Chemie > 35.76 Aminosäuren. Peptide. Eiweiße
AC Nummer
AC17771477
Utheses ID
78057
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 419 |