Yliopiston etusivulle Suomeksi På svenska In English Helsingin yliopisto

SNARE Complex Regulation in Membrane Fusion

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, biotieteiden laitos fi
dc.contributor Helsingfors universitet, bio- och miljövetenskapliga fakulteten, biovetenskapliga institutionen sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Biosciences en
dc.contributor Institute of Biotechnology en
dc.contributor.author Yuan, Qiang fi
dc.date.accessioned 2012-11-02T08:51:42Z
dc.date.available 2012-11-20 fi
dc.date.available 2012-11-02T08:51:42Z
dc.date.issued 2012-11-30 fi
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-952-10-8429-4 fi
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/37376
dc.description.abstract SNARE Complex Regulation in Membrane Fusion SNAREs are membrane associated proteins essential for intracellular protein trafficking and membrane fusion. There are at least 24 SNAREs in the yeast Saccharomyces cerevisiae and more than 35 SNAREs in mammalian cells. Syntaxin1, SNAP25 and VAMP in mammalian cells can form a SNARE complex and function for the synaptic vesicle docking and fusion at neuronal synapses. The yeast cells contain two syntaxin homologous SNAREs, Sso1p and Sso2p that together with Sec9p and Snc1/2pmediate membrane fusion during exocytosis at the plasma membrane. Based on new phosphorylation mass spectrometry data, the contribution of phosphorylation on Sso protein in vivo function was assessed. Basal or overexpression of phosphomimicking or putative non-phosphorylated Sso1p or Sso2p mutants resulted in no obvious growth phenotype. Sso1p is specifically required for de novo formation of the prospore membrane during meiosis in sporulating cells. Cells expressing only mutant versions of Sso1p, however, did not display any detectable sporulation defects. In addition to sporulation, pseudohyphal and invasive growth modes are regulated by the availability of nutrients. Deletion of SSO1 or SSO2, or expression of the phospho-mutant versions of SSO1 or SSO2 as the sole copies of SSO genes caused no defects in haploid or diploid pseudohyphal and invasive growth. The results indicate that the tested phosphorylation sites in Sso1p or Sso2p are not functional in vivo. In addition to the SNAREs, the Sec1/Munc18 (SM) protein family and other proteins also function in the membrane fusion by facilitating the SNARE complex assembly. However, the molecular interactions for these proteins are not well understood. This study shows that Mso1p, a yeast Sec1p binding protein, interacts with cellular membranes through two biochemically distinct sites. The N-terminal region can insert into the lipid bilayer whereas the C-terminal region of the protein binds phospholipids mainly through electrostatic interactions and may associate with secretory vesicles. Mso1p lipid binding is essential for the plasma membrane localization of the Mso1p-Sec1p complex and for the function of Mso1p in membrane fusion in vivo. The results suggest the existence of a conserved mode of molecular interactions between SM protein binding proteins, Rab GTPases and lipid binding in SNARE mediated membrane fusion. We used a novel Sec1p mutant to study how Sec1p interacts with other proteins involved in SNARE assembly. The results indicate that Sec9p displays a novel type of interaction mode with Sec1p. In addition, the results suggest that Sec1p is required for the plasma membrane interaction of Sec9p-Sec4p-Sro7p complexes. Collectively, the results in the thesis suggest novel interaction modes and previously unknown regulation for the SNARE complex formation for exocytosis in yeast. en
dc.description.abstract SNARE-kompleksin säätely kalvojen yhteenliittymisessä SNAREt ovat kalvoproteiineja, jotka ovat välttämättömiä solunsisäiselle kalvofuusiolle ja proteiinikuljetukselle. Saccharomycescerevisiae-hiivassa esiintyy ainakin 24 ja nisäkässoluissa yli 35 SNARE-proteiinia. Nisäkässolujen syntaksiini, SNAP25 ja VAMP muodostavat SNARE-kompleksin ja osallistuvat synaptisten vesikkeleiden fuusioon hermopäätteissä. Hiivasolut sisältävät kaksi syntaksiinille homologista SNAREa, Sso1p ja Sso2p. Nämä proteiinit ovat välttämättömiä kalvofuusiolle eksosytoosin aikana yhdessä Sec9p:n ja Snc1/2p:n kanssa. Sso-proteiinin fosforyloinnin merkitystä in vivo tutkittiin uuden proteiinien fosforylaatioon liittyvän massaspektrometri-aineiston perusteella. Fosforylaatiota muistuttavien tai fosforyloimattomien Sso1p- tai Sso2p-mutanttien yliekspressio tai basaaliekspressio ei aiheuttanut selvää ilmiasua. Sso1p tarvitaan itiökalvon de novo synteesiin itiöiden muodostumisen meioosi-vaiheessa. Itiöiden muodostumisessa ei havaittu häiriöitä soluissa, jotka ekspressoivat ainoastaan mutatoituja Ssop1-proteiineja. Ravintoaineiden saatavuus säätelee itiöiden muodostumisen lisäksi pseudohyyfimäistä ja invasiivista kasvua. SSO1:n tai SSO2:n deleetio tai fosfomutanttienekspressio ainoina SSO-geenien kopioina ei johtanut häiriöihin haploidissa tai diploidissa pseudohyyfimäisessä tai invasiivisessa kasvussa. Tulokset osoittavat, että tutkitut Sso1p- tai Sso2p-fosforylaatiokohdat eivät ole solun toiminnan kannalta merkityksellisiä in vivo. SNAREn lisäksi Sec1/Munc18 (SM) proteiiniperhe ja useat muut proteiinit ottavat osaa kalvofuusioon edesauttamalla SNARE-kompleksienmuodostumista. Näiden proteiinien molekyylienväliset vuorovaikutukset tunnetaan huonosti. Tutkimuksessa osoitettiin, että hiivan Sec1p:ia sitova Mso1p on kahdella biokemiallisesti eroavalla kohdalla vuorovaikutuksessa solukalvojen kanssa. N-terminaalinen osa insertoituu lipidikaksoiskalvoon, kun taas proteiinin C-terminaalinen osa sitoutuu fosfolipideihin elektrostaattisten vuorovaikutusten kautta. Mso1p:n lipidien sitomiskyky on välttämätöntä Mso1p-Sec1p kompleksin kiinnitymisessä solukalvolle ja Mso1p:n toiminnalle kalvofuusiossa in vivo. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että SM proteiinia sitovien proteiinien, RabGTPaasien ja lipidien sitoutumisessa SNARE-välitteisessä kalvofuusiossa on kyse konservoituneista molekyylivuorovaikutuksista. Sec1p:ssä on potentiaalinen proteiini-proteiini-vuorovaikutuspinta. Uuden sec1 mutantin avulla osoitimme, että tämä pinta vaaditaan vuorovaikutukseen Sec9p:n kanssa. Sec9p-fragmenttien avulla identifioimme Sec9p-linkkerin ja toisen SNARE-alayksikön sitovan Sec1p:in vuorovaikutuspintaa. Samainen alue Sec9p:tä on vuorovaikutuksessa Sro7p:n kanssa edesauttaen kalvofuusiota solunjakautumisen aikana. Tämä alue on myös välttämätön solukalvon ja Sec9p-Sec4p-Sro7p-kompleksin vuorovaikutukselle. Tulokset ehdottavat, että Sec1pon vuorovaikutuksessa Sec9p:n kanssa ennen sen osallistumista SNARE-kompleksin muodostumiseen ja että sillä on osuutta Sec9p-Sro7p-Sec4p-kompleksin tunnistamisessa tai kohdistamisessa kalvojen fuusiokohtiin. Tämän väitöskirjan tulokset viittaavat uudenlaiseen malliin eksosytoosin säätelyssä. fi
dc.language.iso en fi
dc.publisher Qiang Yuan fi
dc.relation.ispartof Dissertationes Biocentri Viikki Universitatis Helsingiensis fi
dc.relation.ispartof URN:ISSN:1799-7372 fi
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject bioscience fi
dc.title SNARE Complex Regulation in Membrane Fusion en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Jäntti, Jussi fi
dc.opn Ronne, Hans fi
dc.type.dcmitype Text fi

Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search Helda


Advanced Search

Browse

My Account