Regulation des Elongator- und des DPH Komplexes durch das Kti11/Kti13 Heterodimer

Die ribosomale Proteinsynthese wird wesentlich durch post-transkriptionale und post-translationale Modifikationen von RNA und Proteinen beeinflusst. Bemerkenswerterweise ist der heterodimere Kti11/Kti13 Proteinkomplex an zwei sehr verschiedenen Modifikations-reaktionen beteiligt, der Uridin-Modifikation im Anticodon von tRNAs und der Diphthamid-Modifikation des eukaryotischen Elongationsfaktors EF-2, die vom Elongator- bzw. DPH-Komplex katalysiert werden. Diese Modifikationen beeinflussen die Bindung bzw. die Translokation von tRNAs am Ribosom und können entsprechend die Translationseffizienz und -genauigkeit einer Vielzahl von Genen gleichzeitig verändern. Die Struktur von Elongator und DPH-Komplex sowie die des Kti11/Kti13 Heterodimers ist in Eukaryoten konserviert aber die molekularen Funktionen dieser Komplexe sowie ihr Zusammenwirken ist noch wenig verstanden. Das Fehlen eines funktionsfähigen Elongators führt zu diversen Phänotypen.So wurde beim Menschen Anfälligkeit für neurologische Krankheiten (z.B. familiale Dysautonomie) und Carcinogenese beschreiben. Es häufen sich die Hinweise auf eine direkte katalytische Funktion bei der Biosynthese der Carbamoyl- und Methoxycarbonyl-Seitengruppen des Uridins. Diese Funktion hängt von der, möglichweise transienten Interaktion mit dem Kti11/Kti13 Heterodimer ab.

Der DPH-Komplex katalysiert zusammen mit Dph4 den ersten Schritt der Diphthamid-Biosynthese (die Modifikation eines Histidin-Restes) und besteht aus Dph1, Dph2 und Dph3 alias Kti11. DPH1 alias OVCA1 wird als Tumorsuppressor bei Ovarialcarzinomen beschrieben. Homozygote Maus-Mutanten sterben während der Embryogenese während Hefe auch ohne DPH1 überleben.
In diesem Projekt wird das Zusammenspiel von Kti11/Kti13 mit dem Elongator bzw. dem DPH-Komplex in Hefe adressiert. Die geplanten funktionellen Analysen in vivo und in vitro basieren auf Hypothesen aus neuen strukturbiologischen Untersuchungen und sollen ein umfassendes mechanistisches Verständnis der drei Proteinkomplexe und Einblick in deren biologische Rolle liefern. Ein Hauptziel ist eszu einem tieferen Verständnis der Translation beizutragen. Darüber hinaus könnten die Ergebnisse auch neue therapeutische Ansätze für einige menschliche Krankheiten liefern.