title: Microarray-Technologie zur Bestimmung der DNA-Bindungsspezifitäten krebsrelevanter Transkriptionsfaktoren
creator: Krauß, Christian
subject: ddc-540
subject: 540 Chemistry and allied sciences
description: Ziel der hier vorliegenden Arbeit war Entwicklung und Etablierung einer auf Microarray basierenden Methode zur Bestimmung von Protein-DNA-Wechselwirkungen im Hochdurchsatz-Format. Hierzu wurde die Geniom-Plattform in Zusammenarbeit mit der febit biomed GmbH weiterentwickelt und für diese Experimente etabliert. Im ersten Teil der Arbeit stand die Entwicklung der Methode anhand des Transkriptionsfaktors Gli2 sowie ein Validierung der Ergebnisse mit anderen Methoden im Vordergrund (SPR und QCMD-Technologie). Im zweiten Teil der Arbeit wurden mit dieser Methode die Bindungsspezifitäten von 10 krebsrelevanten Transkriptionsfaktoren bestimmt. Ausgehend von der aus der Literatur bekannten Konsensus Sequenz wurden alle möglichen Ein- und Zweibasenpaarmutationen dieser Transkriptionsfaktoren untersucht. Die in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse zeigen, dass die hier entwickelte Methode für die Messung von Protein-DNA-Wechselwirkungen im “high throughput” Format angewendet werden kann. Dies wurde als “proof of principle” anhand des Transkriptionsfaktors Gli2 mit zwei verschiedenen Tags sowie für 10 weitere Transkriptionsfaktoren gezeigt. Es konnten hierbei innerhalb der Bindemotive Gemeinsamkeiten aufgezeigt werden. Bei den C2H2-Zink-Fingerproteinen Gli2 und WT1 ist hauptsächlich die Base Cytosin für die DNA Bindung verantwortlich. Auch ein Vergleich der Sequenzlogos mit anderen aus der Literatur bekannten Zinkfingern wie Zif268 zeigt eindeutige Übereinstimmungen. Auffällig war weiterhin das Vorkommen von Kernsequenzen mit einer Länge von 2-3 Basenpaaren in der Mitte der Bindesequenz, die maßgeblich für die Bindung verantwortlich sind. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass bei den meisten Transkriptionsfaktoren der Austausch dieser Basen hinsichtlich der Proteinbindung als besonders kritisch anzusehen ist. Dies lässt sich durch strukturelle Veränderung in der DNA erklären. Die Bindung des Proteins an die Bindedomäne funktioniert ähnlich dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Für die Spezifität und Stabilität der Bindung sind Wasserstoffbrücken, Ionenbindungen sowie hydrophobe Wechselwirkungen verantwortlich. Wird dieses perfekt aufeinander abgestimmte System verändert und die Struktur des DNA bindenden Motivs passt nicht mehr exakt zu der Form der DNA, ist die Affinität reduziert. Leicht vorstellbar ist dies beispielsweise bei einem Austausch eines Pyrimidins gegen ein Purin. Auch der gegenteilige Fall ist denkbar. Es ist also durchaus erklärbar, dass auch stärker bindende Sequenzen als die Konsensus-Sequenz gefunden wurden. Die häufigste natürlich vorkommende Bindesequenz muss nicht unbedingt die Stärkste sein. Wichtig ist, dass sie schnell und effektiv regulierbar ist. Mutationen in der Bindesequenz von Transkripionsfaktoren können somit weitreichende Folgen haben. Bis jetzt sind jedoch nur wenige Mutationen in diesen Regionen bekannt, die Krankheiten wie Krebs verursachen können. Mit den aus dieser Arbeit gewonnenen Daten können Vorhersagen getroffen werden, wie sich verschiedene Mutationen in den Promoterregionen hinsichtlich der Proteinbindung und somit auch auf die Expression auswirken können.
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/9216/1/Dissertation_Christian_Krauss.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00009216
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-92167
identifier:   Krauß, Christian  (2008) Microarray-Technologie zur Bestimmung der DNA-Bindungsspezifitäten krebsrelevanter Transkriptionsfaktoren.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/9216/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
rights: http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/help/license_urhg.html
language: ger