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Regulation of Myo5p function by phosphorylation

Großhans, Bianka Lucretia

German Title: Regulierung von Myo5p durch Phosphorylierung

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Abstract

The Saccharomyces cerevisiae type I myosins Myo3p and Myo5p are involved in endocytosis and in the polarization of the actin cytoskeleton. In vitro, p21-activated kinases (PAKs) can phosphorylate a single serine in the myosin-I head domain, referred to as TEDS site, thereby activating the myosin-I ATPase. This work demonstrates that phosphorylation of the Myo5p TEDS site is required for two myosin-I in vivo functions in yeast, endocytosis and actin cytoskeleton polarization. However, the yeast PAKs Ste20p, Cla4p and Skm1p and their activator Cdc42p, while important for actin cytoskeleton polarity, are not required for the uptake step of endocytosis. An in vitro screen identified several other kinases as possible TEDS site kinases including the sphingoid base-activated kinase Pkh2p. Preliminary results support a model in which Pkh2p and its paralogue Pkh1p are part of a signalling cascade that leads to TEDS site phosphorylation and thus myosin-I activation for endocytosis. A second important feature of fungal myosins-I is their ability to induce actin polymerization through the Arp2/3 complex. Within this work, Myo5p serine 1205, located N-terminal to the sequence that interacts with and activates the Arp2/3 complex, was identified as a phosphorylation site for casein kinase II (CKII). This phosphorylation event appears to negatively regulate myosin-I-induced actin polymerization. The fact that mutation of one catalytically active subunit of CKII increases the Ą-factor internalization rate, points to a inhibitory role of this kinase in endocytosis, which might be a direct consequence of the inhibitory effect of myosin-I tail phosphorylation on Arp2/3 dependent actin polymerization.

Translation of abstract (German)

Die Typ-I-Myosine der Baeckerhefe Saccharomyces cerevisiae, Myo3p und Myo5p, werden fuer die Endozytose und die Polarisierung des Aktin-Zytoskeletts benoetigt. In vitro konnte demonstriert werden, dass PAKs (p21-aktivierte Kinasen) die ATPase der Typ-I-Myosine aktivieren, indem sie ein Serin in deren Kopfdomaine, welche TEDS-Phosphorylierungstelle genannt wird, phosphorylieren. Diese Arbeit demonstriert, dass Phosphorylierung an dieser TEDS-Phosphorylierungstelle fuer die beiden in vivo-Funktionen der Myosine, Endozytose und Aktin-Polarisierung, benoetigt wird. Obwohl die Hefe PAKs Ste20p, Cla4p and Skm1p und deren Aktivator Cdc42p fuer Aktin-Polarisierung gebraucht werden, spielen sie keine Rolle in der Endozytose. Eine in vitro Suche identifizierte verschiedene weitere Kinasen, die auch faehig sind, die TEDS-Phosphorylierungstelle zu phosphorylieren, darunter auch die Sphingosin-aktivierbare Kinase Pkh2p. Vorlaeufige Resultate deuten darauf hin, dass Pkh2p und das Homolog Pkh1p Teil einer Signaltransduktionskaskade sind, die zur Aktivierung der Myosine fuer deren Funktion in Endozytose fuehrt. Eine wichtige Eigenschaft der Typ-I-Myosine der Pilze ist ihre Faehigkeit, den Arp2/3-Komplex zu aktivieren, welcher faehig ist, Aktin zu polymerisieren. In dieser Arbeit konnte Serin 1205, das N-terminal der Sequenz liegt, die den Arp2/3-Komplex bindet und aktiviert, als eine Phosphorylierungstelle fuer die Casein Kinase II (CKII) identifiziert werden. Diese Phosphorylierung scheint die Myosin-induzierte Aktin-Polymerisation zu inhibieren. Die Tatsache, dass Mutation einer katalytischen Untereinheit der CKII Endozytose beschleunigt, laesst darauf schliessen, dass diese Kinase Endozytose negativ beeinflusst, was eine Konsequenz aus dem inhibitorischen Effekt der Serin 1205-Phosphorylierung sein koennte.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wieland, Prof. Felix
Date of thesis defense: 18 June 2003
Date Deposited: 25 Jun 2003 12:52
Date: 2003
Faculties / Institutes: Service facilities > Heidelberg University Biochemistry Center
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Phosphorylierung, Endocytose, Myosin, Nichtmuskuläres Myosin
Uncontrolled Keywords: myosin-I , phosphorylation , endocytosis
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