Construction and characterization of inert misfolded protein models in transformed mammalian cells
Transforme edilmiş memeli hücrelerinde inert yanlış katlanmış protein modellerinin oluşturulması ve karakterizasyonu
- Tez No: 1014991
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CSABA SÖTİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tıbbi Biyoloji, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Hücre bölünmesi, Hücre transformasyonu, Hücre ölümü, Sirtuin-1, Şaperon, Cell division, Cell transformation, Cell death, Sirtuin-1, Chaperone
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Semmelweıs Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Protein yanlış katlanması, nörodejeneratif hastalıklarla yakın ilişkilidir ve yaşlanma süreci boyunca da gerçekleşmektedir. Ancak, yanlış katlanmış proteinlerin tek başına toksisiteye katkısı büyük ölçüde belirsizliğini korumaktadır. Bu doktora tezi kapsamında; tekrar dizisi artışlarından, spesifik hücresel fonksiyonlardan ve etkileşim ortaklarından yoksun, gerçek anlamda yanlış katlanmış proteinler olarak tasarlanmış, iki destabilize proteinin primat hücre modelleri oluşturulmuştur. Bu modeller, doğal olmayan protein yapılarının fonksiyon kazanımı etkilerinin izole bir biçimde incelenmesine olanak sağlamıştır. SV40 ile transforme edilmiş maymun böbreği fibroblast benzeri COS-7 hücrelerinde; hem GFP-degron'un hem de GFP ile füzyon oluşturmuş mutant kloramfenikol asetiltransferazın (GFP-delta9CAT), hastalıklarla ilişkisi iyi bilinen mutant proteinlere benzer şekilde, azalmış çözünürlük sergilediği, perinüklear agregatlar oluşturduğu, ısı şoku yanıtını aktive ettiği, Hsp70 (HSPA1A/B) şaperonu ile kolokalize olduğu, Hsp70 ekspresyonunu indüklediği ve proteazom-aracılı yıkıma uğratıldığı gösterilmiştir. Yanlış katlanmış proteinlerin kısa süreli ekspresyonunun, şaperon-aracılı protein katlama kapasitesini anlamlı düzeyde bozmadığı ve hücre ölümünü indüklemediği tespit edilmiştir. Buna karşın, bu proteinler yıkıma uğratılamadıkları hücrelerde hücre proliferasyonunun durmasına neden olmuş ve MG-132 ile proteazom inhibisyonu ve ısı şoku gibi koşullar altında strese bağlı hücre ölümünü artırmıştır. Son olarak, ısı şoku transkripsiyon faktörü HSF1'in ve Hsp70'in yanı sıra, yabanıl tip ve deasetilaz aktivitesinden yoksun (H363Y) SIRT1 sirtuininin aşırı ekspresyonunun da stres koşullarında hücre sağkalımını geri kazandırdığı gösterilmiştir. Bu bulgular, SIRT1'in protein yanlış katlanmasına verilen yanıtta, katalitik aktivitesinden bağımsız bir işleve sahip olduğunu düşündürmektedir. Bu çalışma, protein yanlış katlanmasının özgün bir hücresel modelini ortaya koymakta ve yanlış katlanmış proteinlerin bölünen hücrelerde fonksiyondan bağımsız olarak oluşturduğu proteotoksisitenin mekanizmalarına ilişkin bilgilerimizi genişletmektedir. Elde edilen bulguların, konformasyonel hastalıkların ve yaşlanmanın moleküler temellerinin anlaşılmasına katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Protein misfolding is implicated in neurodegenerative diseases and occurs in aging. However, the contribution of the misfolded ensembles per se to toxicity remains largely unknown. During my Ph.D. studies, I have introduced two primate cell models of destabilized proteins devoid of all repeat expansions, specific cellular functions and interactors, as bona fide misfolded proteins, allowing us to isolate the gain-of-function of non-native structures. Both GFP-degron and a mutant chloramphenicol acetyltransferase fused to GFP (GFP-delta9CAT), similarly to well-known disease-associated mutant proteins, exhibit decreased solubility, form perinuclear aggregates, activate the heat shock response, colocalize with and induce the chaperone Hsp70 (HSPA1A/B), and are degraded by the proteasome in COS-7 SV40-transformed monkey kidney fibroblast-like cells. We find that transient expression of misfolded proteins neither significantly compromise chaperone-mediated folding capacity nor induce cell death. However, they do induce growth arrest in cells that are unable to degrade them and promote stress-induced cell death upon proteasome inhibition by MG-132 and heat shock. Finally, we show that overexpression of heat shock transcription factor HSF1 and Hsp70, as well as wildtype and deacetylase-deficient (H363Y) SIRT1 sirtuin restores survival upon stress, implying a non-catalytic action of SIRT1 in response to protein misfolding. Our study establishes a novel model of protein misfolding and extends our knowledge on the mechanism of the function independent proteotoxicity of misfolded proteins in dividing cells, which may contribute to conformational diseases and aging.
Benzer Tezler
- Mermer tozu katkılı polimer matrisli hibrit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of marble powder filled polymer matrix hybrid composites
TOLGA ÖZTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUTLAY SEVER
- Tekstil endüstrisi boyama atıksularının karakterizasyonu ve biyolojik arıtılabilirliği
Characterization and biological treatability of textile dyeing wastewaters
BERNA YAPRAKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATOŞ GERMİRLİ BABUNA
- Şekerleme endüstrisinde proses ve kirlenme profili ile arıtılaabilirlik bazlı deneysel karakterizasyon
Process and pollution profile with treatability based experimental characterization of confectionery industry
NURSEL KARAGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Modelling of the leachate treatment plant with membrane bioreactor process
Membran bioreaktör procesli bir sızıntı suyu arıtma tesisinin modellenmesi
CANSU DELİBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi
Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles
TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN