Screw-proteiinin proteolyyttisen muokkauksen merkitys banaanikärpäsen alkionkehityksessä
Tiusanen, Nina (2012)
Tiusanen, Nina
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2012
proteiinitAll rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205086852
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205086852
Tiivistelmä
Transformoiva kasvutekijä β (Transforming growth factor β, TGF-β) -suurperheen signaalimolekyylit tuotetaan soluissa suurina inaktiivisina esiasteina, joista vain aktiivinen ligandiosa eritetään ulos soluista proteolyyttisen pilkkomisen jälkeen. Näin ollen proteiinien prosessoinnilla on tärkeä rooli TGF-β-signaloinnissa. Decapentaplegic (Dpp) ja Screw (Scw) ovat banaanikärpäsen (Drosophila melanogaster) luun morfogeneettisiä proteiineja (Bone morphogenetic proteins, BMPs) ja kuuluvat TGF-β-suurperheeseen. Dpp ja Scw toimivat heterodimeerinä banaanikärpäsen alkionkehityksen aikana muodostaen morfogeenin tavoin pitoisuusgradientin kehittyvässä kudoksessa. Dpp-proteiinin on todettu olevan välttämätön banaanikärpäsen alkion oikeanlaiselle kehitykselle ja sen taustalla olevia molekyylimekanismeja onkin tutkittu ahkerasti. Kuitenkin Scw-signaloinnin säätelystä tiedetään vähän. Tässä työssä tutkittiin Scw:n proteolyyttista muokkausta ja sen vaikutusta banaanikärpäsen alkionkehitykseen.
Tulokset osoittivat, että Scw-proteiinin esiaste pitää pilkkoa kahdesta eri kohdasta, jotta solusta ulos eritettävä ligandi olisi täysin aktiivinen; furiinin tunnistuskohdasta I (FSI), joka sijaitsee aktiivisen domeenin ja prodomeenin välissä sekä furiinin tunnistuskohdasta II (FSII), joka sijaitsee prodomeenialueella. Mutaatio furiinin tunnistuskohdassa I tai II johti toimivan ligandin tuottoon Drosophilan S2-soluviljelmässä, mutta ligandin eritys soluista oli alhainen. Lisäksi mutaatio furiinin tunnistuskohdassa I johti normaalia suurempikokoisen ligandin tuottoon. Tutkimukset Scw-rekombinanttiproteiinien funktionaalisuudesta in vivo osoittivat, että normaali Scw-proteiini pystyi pelastamaan toimimattoman Scw-geenin omaavan genotyypin, mutta furiinin tunnistuskohdasta I ja II mutatoidut Scw-rekombinanttiproteiinit eivät. Lisäksi mutaatio Scw-proteiinin furiinin tunnistuskohdassa I tai II vaikutti negatiivisesti Dpp-signalointiin. Scw-proteiinin esiasteen proteolyyttinen pilkkominen on siis välttämätöntä banaanikärpäsen oikeanlaiselle alkionkehitykselle.
Saadut tulokset ovat tärkeitä, koska Scw-signaloinnin merkityksestä banaanikärpäsen alkionkehityksessä tiedetään hyvin vähän. BMP-perheen proteiinit ovat myös hyvin konservoituneita eri eläinlajeissa, mikä mahdollistaa tulosten soveltamisen jopa ihmisiin. Työn tulokset on esitetty käsikirjoituksessa, joka lähetetään julkaistavaksi tieteelliseen lehteen.
Tulokset osoittivat, että Scw-proteiinin esiaste pitää pilkkoa kahdesta eri kohdasta, jotta solusta ulos eritettävä ligandi olisi täysin aktiivinen; furiinin tunnistuskohdasta I (FSI), joka sijaitsee aktiivisen domeenin ja prodomeenin välissä sekä furiinin tunnistuskohdasta II (FSII), joka sijaitsee prodomeenialueella. Mutaatio furiinin tunnistuskohdassa I tai II johti toimivan ligandin tuottoon Drosophilan S2-soluviljelmässä, mutta ligandin eritys soluista oli alhainen. Lisäksi mutaatio furiinin tunnistuskohdassa I johti normaalia suurempikokoisen ligandin tuottoon. Tutkimukset Scw-rekombinanttiproteiinien funktionaalisuudesta in vivo osoittivat, että normaali Scw-proteiini pystyi pelastamaan toimimattoman Scw-geenin omaavan genotyypin, mutta furiinin tunnistuskohdasta I ja II mutatoidut Scw-rekombinanttiproteiinit eivät. Lisäksi mutaatio Scw-proteiinin furiinin tunnistuskohdassa I tai II vaikutti negatiivisesti Dpp-signalointiin. Scw-proteiinin esiasteen proteolyyttinen pilkkominen on siis välttämätöntä banaanikärpäsen oikeanlaiselle alkionkehitykselle.
Saadut tulokset ovat tärkeitä, koska Scw-signaloinnin merkityksestä banaanikärpäsen alkionkehityksessä tiedetään hyvin vähän. BMP-perheen proteiinit ovat myös hyvin konservoituneita eri eläinlajeissa, mikä mahdollistaa tulosten soveltamisen jopa ihmisiin. Työn tulokset on esitetty käsikirjoituksessa, joka lähetetään julkaistavaksi tieteelliseen lehteen.