Určení trojrozměrné struktury helikální domény proteinu Ddi2 (DNA damage-inducible protein 2)

Abstract

Lidský Ddi2 protein a jeho homology jsou málo prozkoumanou skupinou UBL/UBA proteinů obsahujících navíc doménu, jejíž struktura je příbuzná s dimerními aspartátovými proteasami retrovirů. Nejprozkoumanějším homologem je Ddi1 ze Saccharomyces cerevisiae, protein fungující v rámci ubikvitin-proteasomového systému. Tento klíčový buněčný systém využívá přísně regulovaný enzymatický aparát k vysoce selektivním posttranslačním modifikacím proteinů pomocí ubikvitinu. Ten následně funguje jako nitrobuněčný signál, rozhodující o dalších osudech označeného proteinu, přičemž nejčastějším důsledkem ubikvitinace bývá proteasomální degradace. Ddi1 v tomto kontextu zřejmě hraje roli adaptoru, napomáhajícího vazbě ubikvitinovaného substrátu na proteasom. Ač je funkce adaptoru v ubikvitin-proteasomovém systému možná i v případě lidského Ddi2, vzhledem k evolučním proměnám může být jeho úloha značně pozměněna. Jedním z důležitých bodů pro pochopení nitrobuněčné role Ddi2 je odhalení funkce jeho jednotlivých domén. Tato práce se zabývá strukturní analysou části proteinu Ddi2 přímo sousedící s proteasovou doménou, kde se nachází helikální oblast nazvaná HDD doména. Tato část byla naklonována, exprimována a změřena pomocí NMR spektroskopie. Strukturní data založená na údajích z NMR byla dále využita ke strukturním...

Human Ddi2 and his homologues are scarcely explored family of ubiquitin- like/ubiquitin-associated domain proteins (UBL/UBA proteins), containing domain which is structurally related to dimeric aspartyl proteases from retroviruses. The most studied of this family is Ddi1 protein from Saccharomyces cerevisiae, which functions within the ubiquitin- proteasome system. This key cellular system exploits tightly regulated enzymatic apparatus for highly selective posttranslational modifications of proteins with molecules of ubiquitin, which serves as intracellular signal determining the proteins fate, importantly its degradation in many cases. Ddi1 plays a role of proteasome adaptor within this context, helping the recognition of ubiquitylated proteins by the proteasome. Even though the function as a proteasome receptor is possible for human Ddi2 protein as well, its cellular role might have been altered during the evolution. One of the important steps in decoding its purpose in cell is exploration of function of its individual domains. This work focuses on structural study of neighbouring region of this protease domain, where the helix-rich region called HDD domain is located. This region of Ddi2 was cloned, expressed and subjected to the NMR measurements. Structural information based on the NMR data was...