Geri Dön

Investigating the targets and biological roles of IRE1's two enzymatic activities

IRE1'nin iki farklı enzimatik aktivitelerinin biyolojik hedeflerinin ve rollerinin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 739589
  2. Yazar: ASLI DİLBER YILDIRIM
  3. Danışmanlar: DR. EBRU ERBAY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Genetik, Tıbbi Biyoloji, Biology, Genetics, Medical Biology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 140

Özet

Katlanmamış protein yanıtı (KPY), yanlış katlanmış proteinlerin birikimini çözmek ve hücresel homeostazı sürdürmek için tasarlanmış karmaşık ve yüksek düzeyde düzenlenmiş yollardan oluşur. Endoplazmik retikulum (ER), protein katlanmasını düzenleyen bir organeldir. ER katlama kapasitesinin altında yatan mekanizmaların düzensizliği, ER ile ilgili KPY yollarını (KPYER) aktive edebilir. İnositol gerektiren enzim-1 (IRE1), bir ER stres sensörü ve KPYER 'in proksimal düzenleyicisidir. IRE1, ikili kinaz ve endoribonükleaz (RNaz) aktivitelerini barındırır. IRE1 RNase aktivitesi, KPYER 'in transkripsiyonel katmanını başlatır, ancak IRE1'in kinaz substratları ve işlevleri bilinmemektedir. Bu çalışma, (i) yeni IRE1 kinaz hedeflerini keşfetmek, (ii) ER stresi ve ilgili patofizyolojik koşullar sırasında IRE1 tarafından düzenlenen yolakları deşifre etmek, (iii) biyoaktif lipidlerin doymuş yağ asidi kaynaklı indüklenenleri nasıl çözdüğünün altında yatan mekanizmaları araştırmak amacıyla yapılmıştır. İlk bölümde, S1P degrade edici bir enzim olan sfingosin 1-fosfat (S1P) liyaz (SPL) fosforilasyonunun IRE1 kinaz aktivasyonu üzerine indüklendiğini ve bu fosforilasyonun SPL'nin enzimatik aktivitesinin inhibisyonuna yol açtığını öğrendim. Sonuç olarak, IRE1 tarafından SPL inaktivasyonu, hücresel S1P seviyelerinin birikmesine neden olur.Mitokondri başka bir önemli organeldir ve organel proteostazını yeniden kazanmak için kendi KPY sistemine (KPYmt) sahiptir. Ancak, KPYER ve KPYmt arasındaki bağlantı belirsizdir. Deneylerim ayrıca artan S1P seviyelerinin IRE1 kinaz aktivitesine bağlı bir şekilde KPYmt sinyalini güçlendirdiğini gösterdi. Bu deneylerin bir sonucu olarak, KPYER'i KPYmt'ye bağlayan sfingolipid metabolizmasının önemli bir düzenleyicisi olarak IRE1 kinaz aktivitesini sunuyoruz. Ayrıca, koroner arter anevrizmasına yol açan patofizyolojik bir durum olan Kawasaki Hastalığında (KH) IRE1'in işlevini araştırdım. Kawasaki hastalarından alınan halka açık transkrioptom veri setlerinin analizi üzerine, KH ilerlemesi ile ER stresi ile ilişkili gen imzalarında önemli bir artış tespit ettim. Lactobacillus casei hücre duvarı özütü (LCHÖ) ile indüklenen murin KH modelinden elde edilen tek hücreli transkriptomik veriler ayrıca miyeloid hücrelerde ER stresinin aktivasyonunu doğruladı. ER stres aktivasyonunun onaylanmasından sonra, IRE1'in LCHÖ ile indüklenen KH ilerlemesindeki rolünü incelemek için IRE1 fonksiyonunu ortadan kaldıran genetik veya küçük molekül yaklaşımlarını kullandım. Verilerim, IRE1'in RNaz aktivitesine bağlı olan kardiyovasküler lezyon oluşumlarının inhibisyonuna yol açan kaspaz-1 indüksiyonunda ve IL-1β sekresyonunda anlamlı azalma olduğunu gösterdi. Veriler, ER stresinin IRE1 aktivitesi yoluyla KD ilerlemesinde nedensel bir rol oynadığını göstermektedir. Son bölümde, biyoaktif bir lipid molekülü olan palmitoleatın ER zarını yeniden şekillendirmek ve lipid kaynaklı ER stresini çözmek için IRE1 üzerinde nasıl etki ettiğini inceledim. Bulgularım, doymuş lipidlerin IRE1 oligomerizasyonunu ve aktivasyonunu indüklediğini, tekli doymamış yağ asidi palmitoleatın ise bu oligomerizasyonu bloke ettiğini gösteriyor. IRE1 inhibisyonu ile fare çalışmalarımızın teşvik edici sonuçları, IRE1'in metabolik ve inflamatuar insan hastalıklarındaki terapötik potansiyelini değerlendirmek için gelecekteki araştırmaları garanti eder.

Özet (Çeviri)

The unfolded protein response (UPR) is composed of complex and intricate series of highly regulated pathways geared to resolve the accumulation of misfolded proteins and to maintain cellular homeostasis. Endoplasmic reticulum (ER) is an organelle that regulates the protein folding. Disregulation of the mechanisms underlying ER folding capacity can activate ERrelated UPR pathways (UPRER). The inositol-requiring enzyme-1 (IRE1) is an ER stress sensor and proximal regulator of the UPRER. IRE1 harbors dual kinase and endoribonuclease (RNase) activities. IRE1 RNase activity initiates the transcriptional layer of the UPRER, but IRE1's kinase substrate(s) and their function are unknown. This study was undertaken with the objectives of (i) discovering novel IRE1 kinase targets and (ii) deciphering the pathways regulated by IRE1 during ER stress and related pathophysiological conditions, (iii) investigating the mechanisms underlying how bioactive lipids resolve saturated fatty acidinduced ER stress. For the first part, I found out that phosphorylation of sphingosine 1-phosphate (S1P) lyase (SPL), a S1P degrading enzyme, is induced upon IRE1 kinase activation and this phosphorylation leads to inhibition of SPL's enzymatic activity. Consequently, SPL inactivation by IRE1 results in the accumulation of cellular S1P levels. Mitochondria is another important organelle and have their own UPR system (UPRmt) to regain organelle proteostasis. However, the link between UPRER and UPRmt is unclear. My experiments further showed that increased S1P levels potentiate UPRmt signaling in an IRE1 kinase activity-dependent manner. As a result of these experiments, we present IRE1 kinase activity as an important regulator of sphingolipid metabolism linking UPRER to UPRmt. I also investigated the function of IRE1 in Kawasaki Disease (KD), a pathophysiological condition leads to coronary artery aneurysm. Upon analysis of publicly available transcrioptome data sets from KD patients, I identified a significant increase in ER stressrelated gene signatures that associated with KD progression. The single cell transcriptomics data from Lactobacillus casei cell wall extract (LCWE)- induced murine model of KD further confirmed the activation of ER stress in myeloid cells. Upon confirmation of ER stress activation, I used genetic or small molecule approaches to ablate IRE1 function in order to study IRE1's role in LCWE-induced KD progression. My data demonstrated significance decrease in caspase-1 induction and IL-1β secretion leading to inhibition of cardiovascular lesion formations that were dependent on IRE1's RNase activity. The data shows that ER stress plays a causal role in KD progression via IRE1 activity. In last part, I studied how a bioactive lipid molecule, palmitoleate, acts on IRE1 in order to remodel ER membrane and to resolve lipid induced ER stress. My findings show that saturated lipids induce IRE1 oligomerization and activation while the monounsaturated fatty acid, palmitoleate, blocks this oligomerization. The promosing results of our mice studies with IRE1 inhibition warrants future investigation to assess IRE1's therapeutic potential in metabolic and inflammatory human diseases.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    643117

    Kentsel alanlardaki fiziksel ve sosyoekonomik belirleyicilerin çocuk sağlığına etkilerinin CBS ile araştırılması

    Investigating the effects of physical and socio-economic determinants on children health through GIS

    ASLI KAHRAMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Coğrafyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR DOĞRU

  2. Tez No

    719859

    Pinealektomi ve eksojen melatoninin sıçanlarda α-naftiltiyoüre tarafından ı̇ndüklenen pulmoner ödem üzerine etkilerinin araştırılması

    Investigation of the effects of pinealectomy and exogenous melatonin on pulmonary edema induced BY α-naphtylthiourea in RATS

    MOHAMMED RAED ABDULLAH AL GBURI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyokimyaKarabük Üniversitesi

    Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET DEMİR

  3. Tez No

    416676

    Investigating possible involvement of miR-125b in the E2, NF-кB network

    E2, NF-кB sinyal ağında miR-125b'nin olası rolünün araştırılması

    ESRA YAVUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYŞE ELİF ERSON BENSAN

  4. Tez No

    358944

    Oksindol türevi bazı yeni bileşiklerin sentezleri ve antikanserojen aktivitelerinin araştırılması

    Synthesis of some novel oxindole derivatives and investigating of their anticancer activities

    ZÜHAL KILIÇ KURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Eczacılık ve FarmakolojiAnkara Üniversitesi

    Farmasötik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜREYYA ÖLGEN

  5. Tez No

    451422

    The effect of daedalea quercina mushroom extracts on antioxidant enzyme actvites

    Daedalea quercına mantar özütünün antioksidan enzim aktiviteleri üzerine etkisi

    AMAL SAAD MOHAMED RASHUAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyokimyaAtılım Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SULTAN BELGİN İŞGÖR

Geri Dön