Selenocysteine is found as an active site of the enzymatic activity of redox proteins such as formate dehydrogenase. Selenophosphate synthetase, encoded by the gene selD, plays an important role regulating the incorporation of selenide into the amino acid selenocysteine through a specific pathway (reviewed by Böck et al., 1991; Heider & Böck 1993; Böck & Sawers 1996). Selenophosphate synthetase produces an ‘activated form of selenium, selenophosphate (Veres et al., 1992), which is used for charging the serine-tRNASec with Se by selenocysteine synthetase (selA), resulting the specific selenocystyl-tRNASec . The first part of my research works is trying to solve the structure of selD proteins, elucidating the catalytic mechanism of selenophosphate biosynthesis. ERp44, a novel UPR induced ER protein, was first identified from the co-immnunoprecipitation and mass spectrometry. The molecular weight of matured ERp44 is about 43.9 kDa after cleavage. ERp44 was reported to form mixed disulfides with various proteins including both human Ero1 homologues, Ero1-Lα and Ero1-Lβ, as well as with partially unfolded Ig subunits. The ERp44 was also in presence of reducing cysteine residues of InsP3R. It indicated the interaction with ERp44 is regulated by the thiol oxidation status of InsP3R. Furthermore, the interaction was sensitive to the concentration of ER lumenal calcium with concentrations above 100 μM resulting dissociation of ERp44 from the InsP3R in vitro. The second part of this dissertaional works is trying to solve the structure of ERp44. It can help to understand the modulation of calcium redoxing and disulfate bridges forming inside the ER lumen.
Translated abstract:
Selenocystein wirkt als katalytische Aminosäure bei der enzymatischen Aktivität von Redoxproteinen, wie z.B. der Format-Dehydrogenase. Die Selenophosphat-Synthetase, die vom Gen selD kodiert wird, spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation des Selenid-Einbaus in die Aminosäure Selenocystein, ausgeführt durch einen spezifischen Reaktionsmechanismus (beschrieben in Böck et al., 1992; Heider & Böck 1993; Böck & Sawers 1996). Die Selenophosphat-Synthetase bildet eine aktivierte Form des Selens, das Selenophosphat (Veres et al., 1992), welches zur Beladung der Serin-tRNASec mit Selen durch die Selenocystein-Synthetase (selA) verwendet wird. Die beladene tRNA wird als Selenocystyl-tRNASec bezeichnet. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde versucht, die Struktur des Proteins selD zu lösen, um dadurch den katalytischen Mechanismus der Selenophosphat-Biosynthese aufzuklären. ERp44, eine neues UPR-induziertes ER-Protein wurde erstmals durch Ko-Immunopräzipitation und Massenspektrometrie identifiziert. Das Molekulargewicht des durch Spaltung prozessierten ERp44 beträgt ca. 43,9 kDa. ERp44 bildet gemischte Disulfide mit verschiedenen Proteinen, unter anderen mit beiden humanen Ero1 Homologen (Ero1-Lα und Ero1-Lβ), und mit teilweise entfalteten Ig-Untereinheiten. ERp44 wurde ebenfalls in Gegenwart reduzierender Cysteinreste von InsP3R gefunden. Dies deutet auf eine Regulation der Interaktion mit ERp44 durch den Oxidationszustand der Thiole in InsP3R hin. Darüberhinaus wurde entdeckt, daß Kalziumkonzentrationen im ER-Lumen über 100 μM in vitro zur Dissoziation des ERp44 von InsP3R führen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde versucht, die Struktur von ERp44 zu lösen. Dies könnte zu einem besseren Verständnis der Modulation des Kalziumtransports und der Bildung von Disulfidbrücken innerhalb des ER-Lumens führen.
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Universitätsbibliothek der Technischen Universität München
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