@phdthesis{Mehringer2021, author = {Mehringer, Christian Felix}, title = {Optimierung und Objektivierung der DNA-Biegewinkelmessung zur Untersuchung der initialen Schadenserkennung von Glykosylasen im Rahmen der Basen-Exzisions-Reparatur}, doi = {10.25972/OPUS-23084}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-230847}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {Im Rahmen dieser Doktorarbeit sollte ankn{\"u}pfend an die Ergebnisse aus vo-rangegangenen Untersuchungen der AG Tessmer, das von B{\"u}chner et al. [1] vorgestellte Modell zur DNA-Schadenserkennung, welches im Speziellen auf Daten zu den Glykosylasen hTDG und hOGG1 basierte, auf seine Allgemein-g{\"u}ltigkeit f{\"u}r DNA-Glykosylasen untersucht werden. Das Modell beschreibt den Prozess der Schadenserkennung als eine notwendige {\"U}bereinstimmung der passiven Biegung am Schadensort mit dem aktiven BiegungswinkeI der scha-densspezifischen Glykosylase. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit war zudem die Etablierung einer automatisierten Messsoftware zur objektiven Biegewinkelmessung an DNA-Str{\"a}ngen in rasterkraftmikroskopischen Aufnah-men. Dies wurde mit verschiedenen Bildverarbeitungsprogrammen sowie einer in MATLAB implementierten Messsoftware erreicht und das Programm zudem auf die Biegewinkelmessung von proteininduzierten Biegewinkeln erweitert. Zur Anwendung kam die Methode der automatisierten Biegewinkelmessung sowohl an rasterkraftmikroskopischen Aufnahmen der Glykosylase MutY gebunden an ungesch{\"a}digter DNA als auch an Aufnahmen von DNA mit und ohne Basen-schaden. Neben oxoG:A und G:A, den spezifischen MutY-Zielsch{\"a}den, wurden auch andere Basensch{\"a}den wie beispielsweise oxoG:C und ethenoA:T vermes-sen und zudem die von der Glykosylase MutY an ungesch{\"a}digter DNA induzier-te Biegung mit den Biegewinkeln der jeweiligen Zielsch{\"a}den verglichen. Die {\"U}bereinstimmung in den Konformationen der Zielsch{\"a}den und der Reparatur-komplexe auch f{\"u}r die Glykosylase MutY (wie bereits f{\"u}r hTDG und hOGG1 in oben genannter Arbeit gezeigt) erlauben ein verbessertes Verst{\"a}ndnis der Schadenssuche und -erkennung durch DNA-Glykosylasen, indem sie die All-gemeing{\"u}ltigkeit einer Biegungsenergie-basierten initialen Schadenserkennung durch DNA-Glykosylasen unterst{\"u}tzen. Die etablierte Messsoftware kann zu-k{\"u}nftig an weiteren DNA-Sch{\"a}den und den entsprechenden Protein-DNA-Komplexen ihre Anwendung finden und kann somit durch die effektive Gewin-nung objektiver Daten in großer Menge zur St{\"u}tzung des Modells beitragen.}, subject = {DNS-Reparatur}, language = {de} } @phdthesis{Schoenwetter2021, author = {Sch{\"o}nwetter, Elisabeth Sofie}, title = {Towards an understanding of the intricate interaction network of TFIIH}, doi = {10.25972/OPUS-16892}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-168926}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2021}, abstract = {The integrity of its DNA is fundamental for every living cell. However, DNA is constantly threatened by exogenous and endogenous damaging agents that can cause a variety of different DNA lesions. The severe consequences of an accumulation of DNA lesions are reflected in cancerogenesis and aging. Several DNA repair mechanisms ensure the repair of DNA lesions and thus maintain DNA integrity. One of these DNA repair mechanisms is nucleotide excision repair (NER), which is famous for its ability to address a large variety of structurally unrelated DNA lesions. A key component of eukaryotic NER is the transcription factor II H (TFIIH) complex, which is not only essential for DNA repair but also for transcription. The TFIIH complex is composed of ten subunits. How these subunits work together during NER to unwind the DNA around the lesion is, however, not yet fully understood. High-resolution structural data and biochemical insights into the function of every subunit are thus indispensable to understand the functional networks within TFIIH. The importance of an intact TFIIH complex is reflected in the severe consequences of patient mutations in the TFIIH subunits XPB, XPD or p8 leading to the hallmark diseases xeroderma pigmentosum, Cockayne syndrome and trichothiodystrophy. Defects in the NER pathway are further associated with several types of cancer including skin cancer. The herein described work focused on five TFIIH subunits derived from the thermophilic fungus Chaetomium thermophilum, the p34/p44 pair and the ternary XPB/p52/p8 complex. The interaction between p34 and p44 was characterized based on a high-resolution structure of the p34_vWA/p44_RING minimal complex. Biochemical studies of the p34/p44 interaction led to the disclosure of an additional interaction between the p34 and p44 subunits, which had not been characterized so far. The p34/p44 interaction was shown to be central to TFIIH, which justifies the presence of several redundant interfaces to safeguard the interaction between the two proteins and might explain why so far, no patient mutations in these subunits have been identified. The p52 subunit of TFIIH was known to be crucial to stimulate the ATPase activity of XPB, which is required during NER. This work presents the first entire atomic resolution structural characterization of p52, which was derived of several crystal structures of p52 variants and a p52/p8 variant thereby demonstrating the interaction between p52 and p8. The precise structural model of p52 offered the possibility to investigate interactions with other TFIIH subunits in more detail. The middle domain 2 of p52 and the N-terminal domain of XPB were shown to mediate the main interaction between the two subunits. An analysis of the p52 crystal structures within recently published cryo-electron microscopy structures of TFIIH provides a model of how p52 and p8 stimulate the ATPase activity of XPB, which is essential for NER and transcription. The structural and biochemical findings of this work provide an additional building block towards the uncovering of the architecture and function of this essential transcription factor.}, subject = {DNS-Reparatur}, language = {en} }