Pflanzenbio Teil 6
Proteolysis
Proteolysis
Regulation der Protein FUnktion
- steady state levels (Ratenn der Synthese und/oder der Degradierung --> Transkription und Translation)
- Proteinaktivität (Konformation, Substratbindungsaffinität)
- Lokation oder Konzentration in der Zelle (des Proteins selbst, oder des Substrats, Targets)
ROlle der Protein-Degradierung
- um unerwünschte Proteine zu entfernen (falsch gefaltete, beschädigte, potentiel toxische)
- um die Level der normalen Proteine zu regulieren (erhalt des steady state levels, schnelle Wechsel als Antwort auf Umweltveränderungen)
ROlle der Protein-Degradierung
- um unerwünschte Proteine zu entfernen (falsch gefaltete, beschädigte, potentiel toxische)
- um die Level der normalen Proteine zu regulieren (erhalt des steady state levels, schnelle Wechsel als Antwort auf Umweltveränderungen)
Das Ubiquitin-Protein
- besteht aus 76 AS
- MW = 8,5 kDa
- Schlüsselfunktionen enthalten der C-terminale Schwanz und die 7 Lysin-Reste
Ubiquitinierung eines Zielproteins
- E1. Aktivierung des Ubiquitins. Ubiquitin wird von einem E111 Ubiquitin-aktivierendemm Enzym aktiviert (ATP als Energiequelle)) Dieser Schritt resultiert in einer Thioester-Bindung zwischen C-terminaler Carboxylgruppe des Ubiquitins und der E1 Cysteine-Sulfhydryl-Gruppe
- E2. Transfer des Ubiquitin von E1 zum aktiven Seiten-Cystein des Ubiquitin-Konjugierenden-Enzyms E2 via Trans(thio)esterification
- E3. Bildung einer Isopeptid-Bindung zwischen Lysin des Zielproteins und dem C-terminalen Glysin des Ubiquitins, über die AKtivität der E3 Ubiquitin-Protein-Ligase
proteine die für die Degradierung markiert sind, sind oft ubiquitiniert
wie werden sie anschließend degradiert?
- 19S regulatorisches Parktikel (9 Untereinheiten, erkennt ubiquitinierte SUbstrate, entfernt Ub-Kette; Base entfaltet das SUbstrat)
- 20S-Kern Protease degradiert das Protein
--> 20S-Kern und 19s cap bilden das 26S proteasome (S = Svedberg EInheit, basiert auf Sedimentationsfähigkeiten, proportional zur Größe)
26S Proteasome
- 19S Lid erkennt, deubiquitiniert
- 19S Base entfaltet
- Substrat wird im 20S Kern internalized und degradiert
COP und HY loci
hy mutanten verstehen nicht, dass Licht vorhanden ist
hy Mutanten
f
Hauptklassen der Photorezeptoren in Pflanzen
d
Phytochrome
bestehen aus Apoprotein und einem Chromophor
Beschreiben Sie die INteraktion zwischen HY5 und COP1
- HY5-Protein (aber nicht mRNA) Level sind 20x erhöht nach einem Wechsel von Dunkelheit zu Licht
- in cop1-Mutanten sind die HY5-Level konstant hoch (im Hellen + Dunkeln)
- Microarray-Analyse der Mutanten vs. Wildtypp zeigt, dass >20% der Arabidopsis-Gene von COP1 beeinflusst werden. Gene die von COP1 downreguliert werden, werden von HYY5 upreguliert
Verfeinern Sie die Interaktion zwischen HYY5 und COP1!
Lokalisation:
- HY5 im Nucleus
- COP1:
- im Dunkeln: Nucleus
- Im Licht: Cytoplasma
HY5 ist Transkriptionsfaktor für Aux/ IAA
f
Verschiedene Mutanten
f
MONOPTEROS
- Gen für Monopteros = AUxin-abhängiger Master-Sqitch für Regulation des Wurzelwachstum --> Codiert für den TF ARF5 (=AUxin Response Faktor)
- ARF5 reguliert die Expression von AREs (=Auxin Response Elements)
- ARF5 wird inhibiert durch Aus/IAA-Transkriptionsregulatoren, die selbst von AREs codiert werden
- TIR1 (=Transport Inhibitor Response) ist ein Auxinrezeptor und eine Untereinheit von SCF --> wenn Auxin gebunden, bindet SCFTIR1 an Aux/IAA und ubiquitiniert dieses
- Aux/IAA wird durch Proteasom erkannt und abgebaut -> ARF aktiv -> Transkription der AREs
--> MONOPTEROS ist der Auxin-abhängige Wurzelbildungs-Faktor ARF, der die Gene für die Wurzelbildung anschaltet
Base on the following info, interconnect the light and auxin signaling pathways. Explain why he hypocotyl is elongated in the dark.
- HY5 induces the expression of AUX/IAA1 and AUX/IAA11
- Auxin promotes Hypocotyl elongation
- Light affects PIN distribution
l
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Cartes-fiches
Regulation der Protein FUnktion
- steady state levels (Ratenn der Synthese und/oder der Degradierung --> Transkription und Translation)
- Proteinaktivität (Konformation, Substratbindungsaffinität)
- Lokation oder Konzentration in der Zelle (des Proteins selbst, oder des Substrats, Targets)
ROlle der Protein-Degradierung
- um unerwünschte Proteine zu entfernen (falsch gefaltete, beschädigte, potentiel toxische)
- um die Level der normalen Proteine zu regulieren (erhalt des steady state levels, schnelle Wechsel als Antwort auf Umweltveränderungen)
ROlle der Protein-Degradierung
- um unerwünschte Proteine zu entfernen (falsch gefaltete, beschädigte, potentiel toxische)
- um die Level der normalen Proteine zu regulieren (erhalt des steady state levels, schnelle Wechsel als Antwort auf Umweltveränderungen)
Das Ubiquitin-Protein
- besteht aus 76 AS
- MW = 8,5 kDa
- Schlüsselfunktionen enthalten der C-terminale Schwanz und die 7 Lysin-Reste
Ubiquitinierung eines Zielproteins
- E1. Aktivierung des Ubiquitins. Ubiquitin wird von einem E111 Ubiquitin-aktivierendemm Enzym aktiviert (ATP als Energiequelle)) Dieser Schritt resultiert in einer Thioester-Bindung zwischen C-terminaler Carboxylgruppe des Ubiquitins und der E1 Cysteine-Sulfhydryl-Gruppe
- E2. Transfer des Ubiquitin von E1 zum aktiven Seiten-Cystein des Ubiquitin-Konjugierenden-Enzyms E2 via Trans(thio)esterification
- E3. Bildung einer Isopeptid-Bindung zwischen Lysin des Zielproteins und dem C-terminalen Glysin des Ubiquitins, über die AKtivität der E3 Ubiquitin-Protein-Ligase
proteine die für die Degradierung markiert sind, sind oft ubiquitiniert
wie werden sie anschließend degradiert?
- 19S regulatorisches Parktikel (9 Untereinheiten, erkennt ubiquitinierte SUbstrate, entfernt Ub-Kette; Base entfaltet das SUbstrat)
- 20S-Kern Protease degradiert das Protein
--> 20S-Kern und 19s cap bilden das 26S proteasome (S = Svedberg EInheit, basiert auf Sedimentationsfähigkeiten, proportional zur Größe)
26S Proteasome
- 19S Lid erkennt, deubiquitiniert
- 19S Base entfaltet
- Substrat wird im 20S Kern internalized und degradiert
COP und HY loci
hy mutanten verstehen nicht, dass Licht vorhanden ist
hy Mutanten
f
Hauptklassen der Photorezeptoren in Pflanzen
d
Phytochrome
bestehen aus Apoprotein und einem Chromophor
Beschreiben Sie die INteraktion zwischen HY5 und COP1
- HY5-Protein (aber nicht mRNA) Level sind 20x erhöht nach einem Wechsel von Dunkelheit zu Licht
- in cop1-Mutanten sind die HY5-Level konstant hoch (im Hellen + Dunkeln)
- Microarray-Analyse der Mutanten vs. Wildtypp zeigt, dass >20% der Arabidopsis-Gene von COP1 beeinflusst werden. Gene die von COP1 downreguliert werden, werden von HYY5 upreguliert
Verfeinern Sie die Interaktion zwischen HYY5 und COP1!
Lokalisation:
- HY5 im Nucleus
- COP1:
- im Dunkeln: Nucleus
- Im Licht: Cytoplasma
HY5 ist Transkriptionsfaktor für Aux/ IAA
f
Verschiedene Mutanten
f
MONOPTEROS
- Gen für Monopteros = AUxin-abhängiger Master-Sqitch für Regulation des Wurzelwachstum --> Codiert für den TF ARF5 (=AUxin Response Faktor)
- ARF5 reguliert die Expression von AREs (=Auxin Response Elements)
- ARF5 wird inhibiert durch Aus/IAA-Transkriptionsregulatoren, die selbst von AREs codiert werden
- TIR1 (=Transport Inhibitor Response) ist ein Auxinrezeptor und eine Untereinheit von SCF --> wenn Auxin gebunden, bindet SCFTIR1 an Aux/IAA und ubiquitiniert dieses
- Aux/IAA wird durch Proteasom erkannt und abgebaut -> ARF aktiv -> Transkription der AREs
--> MONOPTEROS ist der Auxin-abhängige Wurzelbildungs-Faktor ARF, der die Gene für die Wurzelbildung anschaltet
Base on the following info, interconnect the light and auxin signaling pathways. Explain why he hypocotyl is elongated in the dark.
- HY5 induces the expression of AUX/IAA1 and AUX/IAA11
- Auxin promotes Hypocotyl elongation
- Light affects PIN distribution
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