Bibliographic Metadata

Title
Die funktionelle Rolle der Multisite Phosphorylierung von c-Jun durch die JNK Kinase
Additional Titles
Functional Role of Multisite Phosphorylation of c-Jun by the JNK Kinase
AuthorSuppinger, Simon
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageEnglish
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)c-Jun / JNK / Multisite Phosphorylierung / Krebs / Transkription / NMR / Western Blot / Kinetic
Keywords (EN)c-Jun / JNK / multisite phosphorylation / Cancer / transcription / NMR / western blot / Kinetic
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Multisite-Phosphorylierung reguliert das Verhalten vieler Proteine einschließlich Transkriptionsfaktoren wie Elk-1, wobei seine Phosphorylierung mit einer Kinetik abläuft, die seine Aktivität steuert. Ein weiterer wichtiger Transkriptionsfaktor, der durch Multisite-Phosphorylierung kontrolliert wird, ist die AP-1 Untereinheit c-Jun, die eine fundamentale Rolle bei der Entstehung vieler Tumore spielt. Die JNK-Kinase-vermittelte Phosphorylierung von vier Phospho- Akzeptorstellen von c-Juns Transkriptionsaktivierungsdomäne (TAD) reguliert verschiedene Protein- Protein-Wechselwirkungen sowie c-Juns Transkriptionsaktivität. Während die biologische Rolle von c-Juns Protein-Interaktionen und die Phosphorylierung von einzelnen Phospho-Akzeptorstellen im Mittelpunkt vieler Studien stand, blieb die Rolle von mehreren Phosphorylierungsereignissen in Kombination unklar. Unter Verwendung von time-course Western-Blots mit Antikörpern, spezifisch für die 4 c-Jun-Phosphorylierungsstellen (Ser63, Ser73, Thr91 und Thr93) sowie time resolved NMR, war es möglich nachzuweisen, dass die in vitro Multi-site-Phosphorylierung von c-Jun durch JNK mit einer Kinetik einhergeht. Durch die Kombination von Daten, erhalten aus NMR-Messungen und Western-Blots, war es möglich, die Aminosäuren Ser63 als fast, Ser73 als intermediate und die Seiten Thr91 und Thr93 als slow zu klassifizieren. Somit ist das Phänomen der Multisite- Phosphorylierung-Kinetik nicht nur einmalig für den Transkriptionsfaktor Elk-1, sondern könnte in vielen Proteinen, die an mehreren Stellen phosphoryliert sind, ein weit verbreitetes Phänomen sein.

Abstract (English)

Multisite phosphorylation regulates the behaviour of many proteins, including transcription factors such as Elk-1, where its phosphorylation proceeds with a kinetics that controls its activity and shapes the biological response. Another important transcription factor, that is controlled by multisite phosphorylation is the AP-1 subunit c-Jun, which plays a fundamental role in tumorigenesis. JNK kinase mediated phosphorylation of four phospho-acceptor sites of c-Juns transcriptional activation domain (TAD) regulates different protein-protein interactions, as well as transcriptional activity. Whereas the biological role of c-Jun’s protein interactions and the phosphorylation of individual phospho-acceptor sites have been subject of intensive investigation, the role of multiple phosphorylation events in combination remained unclear. Using time-course western blots with phospho-specific antibodies against the 4 c-Jun phosphorylation sites (Ser63, Ser73, Thr91 and Thr93), as well as time-resolved NMR, it has been identified that the multisite phosphorylation of c- Jun by JNK in vitro proceeds with a kinetics. Combining data obtained from NMR measurements and western blots, it was possible to classify Ser63 as fast, Ser73 as intermediate and the sites Thr91 and Thr93 as slow phospho-acceptor sites. Thus, kinetics of multisite phosphorylation is a phenomenon not just unique to the transcription factor Elk-1, but might be a more common phenomenon in many proteins that are phosphorylated at multiple sites.