title: Molecular Mechanisms of COPI Vesicle Biogenesis
creator: Beck, Rainer
subject: 570
subject: 570 Life sciences
description: COPI Vesikel sind definiert durch eine Proteinhülle bestehend aus der kleinen GTPase Arf1 und Coatomer. Während der COPI Vesikel Biogenese rekrutiert Arf1-GTP Coatomer an die Membran. Von einer ArfGAP Aktivität katalysierten GTP Hydrolyse revertiert diese Membran Verankerung. In dieser Arbeit wurden die drei oben genannten Schlüsselproteine, Arf1, Coatomer und ArfGAP1 näher charakterisiert, um Aufschlüsse über die molekularen Mechanismen zu erhalten, welche COPI Vesikel Biogenese und Funktion zu Grunde liegen: (i)     Wir zeigen in dieser Arbeit, dass Arf1-GTP positive Membran Kurvatur induziert und beobachten, dass die kleine GTPase an Membranen dimerisiert. Um einen möglichen Zusammenhang zwischen Arf1-Dimerisierung und Membran Kurvatur zu untersuchen, wurde eine Arf1 Mutante isoliert (Arf1-Y35A), welche nicht mehr dimerisieren kann. Obwohl dieses monomere Arf1 noch in der Lage ist der klassischen Rolle von Arf1 als Coatomer Rezeptor nachzukommen, hat es seine Kompetenz zur Vesikelbiogenese verloren, und ist letal in Hefe. Erstaunlicherweise ist diese Mutante auch nicht mehr in der Lage Membranen zu deformieren, was nahe legt, dass GTP-spezifische Dimerisierung von Arf1 ein kritischer Schritt für die Bildung von COPI Vesikeln ist. Unseren Beobachtungen nach trägt Arf1, obwohl die Kurvatur eines knospenden COPI Vesikels von Coatomer hervorgerufen wird, zur Membrandeformation bei, die notwendig für die Abschnürung eines Vesikels ist.      (ii)     Der heptamere Proteinkomplex Coatomer existiert in vier möglichen Isoformen, welche durch ihre γ1/γ2, ζ1/ζ2 Untereinheiten definiert und differenziell über den Golgi verteilt sind. Im Rahmen diese Arbeit wurde eine biochemische Charakterisierung der vier rekombinant hergestellten Isoformen durchgeführt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass alle vier rekombinanten Komplexe, verglichen mit aus Gewebe gewonnenem Coatomer, eine vergleichbare Effizienz zur Vesikelgenerierung aufweisen. Im Rahmen vorläufiger Ergebnisse, die noch einer genaueren Prüfung Stand halten müssen, finden wir jedoch Unterschiede bezüglich der Frachtspezifität der Vesikel, was für eine differenzielle Rollenverteilung für COPI im sekretorischen Transport spricht. Zuletzt wurden mit Hilfe von reinstem rekombinanten Coatomer elektronenmikroskopische Strukturanalysen gestartet. (iii)     Um Funktionen der ArfGAP-Aktivität während der COPI Vesikelbiogenese näher zu beleuchten, zeigen wir mit rekombinantem ArfGAP1, dass bereits katalytische Mengen des Enzyms die Ausbeute an umhüllten Vesikeln drastisch reduzieren. Dies ist in Übereinstimmung mit der bisher angenommenen Funktion dieses Enzyms als Mediator der ‚Uncoating‘ Reaktion. Darüber hinaus wurden Diskrepanzen in der Literatur bezüglich der genauen Funktion von ArfGAP1 untersucht, und im Lichte von neueren Erkenntnissen erklärt. 
date: 2008
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/8990/1/ThesisRainerFinal.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00008990
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-89904
identifier:   Beck, Rainer  (2008) Molecular Mechanisms of COPI Vesicle Biogenesis.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/8990/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
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language: eng