Strukturní studie CTD-interakční domény RPRD2

Bc. Jakub Macošek

Diplomová práce

Structural study of RPRD2 CTD-interacting domain

Anotace:

RNA polymeráza II (RNAPII) je nejen enzym přepisující kódující geny a geny pro některá mála nekodující RNA, ale také pojí transkripci se zpracováním RNA a RNA degradací, a to prostřednictvím Carboxy-terminální domény (CTD) své největší podjednotky. CTD se skládá z mnoha tandemových repetic konsenzní sekvence Y1-S2-P3-T4-S5-P6-S7 a během transkripce podléhá mnoha různýmposttranslačním modifikacím, které vytváří charakteristické vzorce CTD modifikací. Tyto vzorce jsou pak prostřednictvím CTD vazebných domén rozpoznávány transkripčními a procesními faktory. Jedny z nejlépe charakterizovaných CTD vazebných domén patří do rodiny CTD-interakčních domén (CID) a lze je nalézt v mnoha eukaryotických transkripčních faktorech a jejich interakce s CTD je nutná pro správnou tvorbu RNA. Nedávno byly identifikovány tři homologní lidské proteiny obsahující CID: RPRD1A, RPRD1B a RPRD2. Tyto proteiny regulují proliferaci a to bylo navrženo, že se děje pomocí regulace transkripce. Pro další objasnění rolí RPRD proteinů byla v této práci studována CID doména RPRD2. RPRD2 CID váže s vysokou afinitou preferenčně dvojitě fosforylovaou CTD. K objasnění mechanistických detailů tétu interakce byla určena struktura RPRD2 CID v komplexu s RNAPII CTD pomocí NMR spektroskopie v roztoku. Tato struktura byla následně ověřena pomocí místně řízené mutageneze v kombinaci s vazebnými eseji využivajícími fluorescenční anizotropii.

Abstract:

RNA polymerase II (RNAPII) is the enzyme responsible for transcription of protein coding and some small non-coding RNA. In addition, RNAPII also couples transcription withRNAprocessing and degradation via the Carboxy-terminal domain (CTD) of the largest subunit of RNAPII. The CTD consists of multiple repeats with the consensus sequence Y1-S2-P3-T4-S5-P6-S7. During transcription cycle, the CTD undergoes various post-translational modifications resulting in many distinct CTD modification patterns. These modification patterns are recognized by different transcription and processing factors, which interact with the CTDvia various CTD-binding domains. One of the best studied family of these domains are CTD-interacting domains (CIDs), which are found in several eukaryotic transcription factors and their interaction with the CTD was shown to be crucial for proper RNA biogenesis. Recently, three homologous human proteins containing a CID were identified: RPRD1A, RPRD1B and RPRD2. These proteins were previously found to regulate cell proliferation, possibly via transcription regulation. To further elucidate the role of RPRDs, the CID of RPRD2 was investigated. RPRD2 CID favours binding to the CTD with double phosphorylation mark with high affinity. To provide mechanistic details of this interaction, solution structure of RPRD2 CID in complex with RNAPII CTD was obtained using NMR spectroscopy. The structure was validated by site-directed mutagenesis in combination with fluorescence anistropy assays.

Keywords

RNA polymerase II, RNAPII, C-terminal domain, CTD, CTD-interacting domain, Regulation of nuclear premRNA domain-containing protein 2, RPRD2, fluorescence anisotropy, FA, nuclear magnetic resonance, NMR, transcription, protein-protein interactions, RNA polymeráza II, C-terminální doména, CTD-interakční doména, fluorescenční anisotropie, nukleární magnetická rezonance, transkripce, protein-proteinové interakce

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 24. 6. 2015
• Vedoucí: doc. Mgr. Richard Štefl, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biomolekulární chemie