Charakterisierung der p21-aktivierten Kinasen (PAKs) in Saccharomyces cerevisiae

Lin, Meng

Die p21-aktivierten Kinasen (PAKs) spielen eine wichtige Rolle bei der Polarisierung von Zellen. Die Hefe Saccharomyces cerevisiae exprimiert drei PAKs: Ste20, Cla4 und Skm1. Das Ziel der Arbeit war die Charakterisierung neuer Funktionen dieser PAKs. In einem Screen wurden zuvor Erg4, Cbr1, Ncp1, Sut1 und Vma13 als Interaktoren von Ste20 identifiziert. Erg4, Cbr1 und Ncp1 spielen wichtige Rollen bei der Sterolbiosynthese. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass Ste20 und Cla4 einen negativen Einfluss auf die Sterolbiosynthese haben. Außerdem hemmt Cla4 die Bildung von Sterolestern, der Speicherform dieser Lipide. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die beiden Sterolestersynthasen Are1 und Are2 eine Funktion beim polaren Wachstum von Knospen besitzen. Ste20 phosphoryliert Are2 und bindet sowohl an Are1 als auch an Are2. Ste20 und Cla4 spielen also eine wichtige Rolle im Bezug auf die Sterolsynthese und die Sterolveresterung. Sut1 ist ein Transkriptionsfaktor, der an der Sterolaufnahme beteiligt ist und ausschließlich im Zellkern lokalisiert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass auch Cla4 und Skm1 mit Sut1 einen Komplex bilden. Weiter wurde demonstriert, dass alle PAKs im Zellkern lokalisieren können. Für Ste20 und Skm1 wurden Kernimportsignale identifiziert. Die Mutation des Kernimportsignals von Ste20 ergab, dass die Kernlokalisation von Ste20 für die Regulation von Sut1, aber nicht für die Aktivierung verschiedener Mitogen aktivierter Protein-Kinase (MAPK)-Signalwege durch Ste20 wichtig ist. Vma13 ist eine Untereinheit und ein wichtiger Regulator der V-ATPase. Die V-ATPase ist für die Ansäuerung von Organellen, insbesondere der Vakuole, die den Lysosomen höherer Eukaryoten entspricht, wichtig. Die Deletion von STE20 fördert den Wachstumsdefekt der vma13Δ-Mutante. Dies deutet auf gemeinsame Funktionen von Ste20 und Vma13 hin. Zellen mit defekter V-ATPase, wie z.B. in der vma13Δ-Mutante, weisen ein extrem starkes filamentöses Wachstum auf. Die Ursache hierfür ist wahrscheinlich die Unfähigkeit dieser Zellen, Nährstoffe effizient zu speichern und zu mobilisieren. Dieses verstärkte polare Wachstum hängt von Ste20 und Tpk2, einer der drei Protein Kinasen A (PKAs) in Hefe, ab. Wahrscheinlich reguliert Ste20 die Aktivität der V-ATPase über Vma13. Dies deutet darauf hin, dass Ste20 die Aktivität der V-ATPase durch die Interaktion mit Vma13 regulieren kann. Durch Ste20 könnten Nähstoffe demnach besser mobilisiert werden. Dies ist für polares Wachstum von großer Bedeutung. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen dazu bei, die diversen Funktionen der PAKs besser verstehen zu können, und deuten auf bisher unbekannte Funktionen dieser hin.

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Lin, Meng: Charakterisierung der p21-aktivierten Kinasen (PAKs) in Saccharomyces cerevisiae. 2010.

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