title: Functional characterization of Elongator and partner proteins
Creators: name: Scherf, David
Publisher: name: Universität Kassel
Year: 2024
Subjects: classificationCode: 570
subject: 570
classificationCode: Transfer-RNS
subject: Transfer-RNS
classificationCode: Messenger-RNS
subject: Messenger-RNS
classificationCode: Proteine
subject: Proteine
classificationCode: Elongation
subject: Elongation

description: Anbei finden sie meine Dissertation aus dem Fachgebiet Mikrobiologie in englischer Sprache. Der Originalantrag auf Embargo wird Ihnen von unserer Sekretärin Fr. Birgit Jaeger zugeschickt.
description: <p>Transfer ribonucleic acids (tRNA) are chemically modified molecules that decode the genetic information passed on by the messenger RNA (mRNA). Wobble uridines (U₃₄) positioned in the anticodon of tRNA are carboxymethylated (cm⁵) by Elp3, the catalytically active subunit of the Elongator complex (Elp1-Elp6), and help to maintain protein homeostasis, reading frame maintenance and translational fidelity. The modification was found to be essential in higher eukaryotes and its mis-regulation was associated with distinct neurodevelopmental diseases and cancers. In yeast, screens using the toxin zymocin, an Elongator specific tRNAse, revealed accessory proteins such as the ATPase Kti12, kinase Hrr25 and phosphatase Sit4 to be important for Elp3 function.
In this study, functional characterization of Elongator in yeast and higher eukaryotes further elucidated its conservation and confirmed U₃₃ as a determinant for U₃₄ modification. In yeasts, Elongator function relies on a balance of phosphorylation by the kinase Hrr25 and dephosphorylation by the phosphatase Sit4. Phosphate-mimicking and -ablative mutations in the tRNA binding region of Elp1 demonstrated that the phosphorylation of Elp1 likely modulates tRNA binding and therefore the cm⁵ reaction cycle.</p>
description: <p>Transfer Ribonukleinsäuren (tRNA) entschlüsseln die genetische Information der Botschafter RNA (mRNA) und sind chemisch modifiziert. Uridine an Position 34 (U₃₄) innerhalb des Anticodons der tRNA sind carboxymethyliert (cm⁵) durch Elp3, die katalytische aktive Untereinheit des Elongator-Komplexes (Elp1-Elp6), und unterstützen damit die Homöostase, Leseraster-einhaltung und somit die Translation. Die Modifikation ist essenziell in höheren Eukaryoten und eine Fehlregulation dieser wurde mit verschiedenen neurodegenerativen Krankheiten sowie Krebs assoziiert. In Hefen führten Experimente mit dem Toxin Zymocin, einer Elongator spezifischen tRNAase, dazu, dass akzessorische Proteine wie die ATPase Kti12, Kinase Hrr25 und Phosphatase Sit4 gefunden wurden, welche aus bisher unbekannten Gründen wichtig für die Funktion von Elp3 zu sein scheinen.
Die in dieser Studie durchgeführte funktionelle Charakterisierung des Komplexes in Hefe und höheren Eukaryoten verdeutlichte die strukturelle Konservierung und bestätigte U₃₃  als Determinante für die U₃₄ Modifikation. Mutationen nahe der tRNA-Binderegion in Elp1, die Phosphorylierung oder De-Phosphorylierung nachahmen, demonstrierten zusätzlich, dass die Phosphorylierung von Elp1 die tRNA Bindung und somit die Aktivität des Komplexes regulieren könnte. Diesbezüglich, konnte gezeigt werden, dass die gezielte und konzentrationsabhängige Inhibition der Hrr25 Kinase, durch die Generierung einer ATP-analog sensitiven Mutation in Hrr25, eine Inaktivierung des Elongators verursachte.</p>