Prp43 und G-patch-Proteine in der Ribosomenbiogenese

Aufgrund ihrer Funktion bei strukturellen Änderungen spielen RNA-Helikasen eine wesentliche Rolle in der Ribosomenbiogenese. Die exakten Funktionen und Substrate dieser RNA-Helikasen sind bisher jedoch weitgehend unbekannt. Prp43 ist eine RNA-Helikase in der Hefe Saccharomyces cerevisiae, die sowohl im mRNA Splicing, als auch in der Ribosomenbiogenese Funktionen ausübt. Drei der Interaktionspartner von Prp43 enthalten einen so genannten G-patch, ein Sequenzmotif dessen Funktion bisher noch unbekannt ist. Von einem dieser G-patch- Proteine, Ntr1, konnte gezeigt werden, dass es zusammen mit Prp43 eine Funktion im mRNA-Splicing hat, und dass es in der Lage ist, die Helikase-Aktivität von Prp43 zu stimulieren. Die anderen beiden G-patch-Proteine, Pfa1 und Pxr1, scheinen Funktionen in der Ribosomenbiogenese zu haben. Die Rolle von Pfa1 und Prp43 in der Biogenese von 40S ribosomalen Untereinheiten wurde bereits von mir im Rahmen eines anderen Projektes charakterisiert. Höchstwahrscheinlich ist Prp43 aber auch noch an anderen Reifungsschritten von Präribosomen beteiligt. Meinem Arbeitsmodell zufolge fungiert Prp43 zusammen mit Pxr1 in frühen Schritten der Ribosomenbiogenese, während Pfa1 und Prp43 zusammen nicht nur Funktionen in der 40S-, sondern auch in der 60S-Reifung haben. Ziel dieses Projektes ist es, die Funktionen von Prp43 und der interagierenden G-patch-Proteine in der Ribosomenbiogenese zu untersuchen. Im ersten Teil des Projektes soll die Interaktion von Prp43 mit den G-patch Proteinen charakterisiert werden. Des Weiteren werde ich versuchen, die gemeinsame molekulare Funktion von G-patch-Proteinen zu finden. Bei dieser könnte es sich um das Rekrutieren von Prp43 zu spezifischen Substraten oder um die Induktion der Helikase- Aktivität handeln. Im zweiten Teil des Projektes soll Pxr1, das wahrscheinlich mit Prp43 zusammen an frühen Schritten der Ribosomenbiogenese beteiligt ist, funktionell charakterisiert werden. Der dritte Teil des Projektes wird sich mit der Analyse der Funktion von Pfa1 und Prp43 in der Biogenese von 60S Untereinheiten befassen. Für den vierten Teil des Projektes werden die Erkenntnisse aus den ersten drei Teilen kombiniert werden, um die ungefähren Angriffspunkte von Prp43 und den entsprechenden G-patch-Proteinen vorherzusagen. Es soll getestet werden, ob und in welcher Form es an diesen Stellen zu strukturellen Änderungen kommt, die durch Prp43 ausgelöst werden. Die Untersuchung von Prp43 und den interagierenden G-patch-Proteinen wird sehr wahrscheinlich zu neuen Erkenntnissen über konformationelle Änderungen, aber auch über regulatorische Aspekte in der Ribosomenbiogenese führen. Damit könnte dieses Projekt einen wichtigen Beitrag zu einem mechanistischen Verständnis der Ribosomenbiogenese leisten.