@phdthesis{Sauer2009,
  author    = {Sauer, Markus},
  title     = {DNA-Bindungseigenschaften von Mitgliedern der p53 Familie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35083},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ein sehr wichtiger Tumorsuppressor ist der Transkriptionsfaktor p53, der Zellschicksals-Entscheidungen wie Zellzyklus-Arrest und programmierten Zelltod (Apoptose) kontrolliert. Die Wirkung von p53 und von seinen Familienmitgliedern p63 und p73 beruht {\"u}berwiegend auf der F{\"a}higkeit, als Transkriptionsfaktoren die Genexpression zu regulieren. Die DNA-Bindung an Promotoren von Zielgenen ist dabei von grundlegender Bedeutung und wird durch die hoch konservierte zentrale DNA-Bindungs-Dom{\"a}ne und den Carboxy-Terminus bestimmt. In dieser Arbeit wurden die DNA-Bindungseigenschaften von p53 und verschiedener Carboxy-terminalen p73 Isoformen untersucht. In „electrophoretic mobility shift assay" (EMSA) Experimenten bildeten p53 und p73gamma nur schwache Sequenz-spezifische DNA-Komplexe, wohingegen p73alpha, beta und delta die DNA deutlich st{\"a}rker banden. Die schwache DNA-Bindung von p53 und p73gamma kann durch mehrfach positiv geladene Carboxy-Termini erkl{\"a}rt werden, die {\"u}ber eine Sequenz-unabh{\"a}ngige DNA-Bindung ein Gleiten entlang der DNA erm{\"o}glichen. Die Deletion der Carboxy-terminalen Dom{\"a}ne (CTD) von p53 („p53delta30") verst{\"a}rkte dementsprechend die Sequenz-spezifische DNA-Bindung in vitro und seine {\"U}bertragung auf p73alpha („p73alpha+30") schw{\"a}chte sie ab. Mittels „fluorescence recovery after photobleaching" (FRAP) Experimenten konnte in lebenden Zellen eine Verminderung der intra-nukle{\"a}ren Mobilit{\"a}t von p53 und p73alpha+30 durch die CTD gezeigt werden, die aus der Sequenz-unabh{\"a}ngigen DNA-Bindung resultiert. Zus{\"a}tzlich reduzierte die CTD die Sequenz-spezifische DNA-Bindung von p53 an den p21 (CDKN1A) Promotor. Das Spektrum der regulierten Zielgene wurde in einer Genom-weiten Genexpressions-Analyse nicht durch die CTD ver{\"a}ndert, sondern maßgeblich durch das Protein-R{\"u}ckgrat von p53 beziehungsweise p73 bestimmt. Allerdings verminderte die CTD das Ausmaß der Transkriptions-Regulation und hemmte die Induktion von Zellzyklus-Arrest und Apoptose. Die mehrfach positiv geladene CTD in p53 besitzt demzufolge eine negativ regulatorische Wirkung, die in den wichtigsten p73 Isoformen alpha, beta und delta fehlt. Die zentrale DNA-Bindungs-Dom{\"a}ne tr{\"a}gt durch elektrostatische Wechselwirkungen zwischen H1-Helices (Aminos{\"a}urereste 177 bis 182) unterschiedlicher p53 Monomere zu kooperativer DNA-Bindung und zu Zellschicksals-Entscheidungen bei. Anhand von Mutanten, die unterschiedlich starke H1-Helix-Interaktionen erm{\"o}glichen, konnte gezeigt werden, dass starke Interaktionen die Bindung an Promotoren von pro-apoptotischen Genen verst{\"a}rkte, wohingegen die Bindung an anti-apoptotische und Zellzyklus-blockierende Gene unabh{\"a}ngig von der Interaktions-St{\"a}rke war. Diese Unterschiede in der Promotor-Bindung ließen sich nicht auf eine ver{\"a}nderte zellul{\"a}re Lokalisation der Mutanten zur{\"u}ckf{\"u}hren, da alle Mutanten {\"u}berwiegend nukle{\"a}r lokalisiert waren. Eine an Serin 183 Phosphorylierungs-defekte Mutante von p53 bildete stabile DNA-Komplexe, entsprechend einer Mutante mit starker H1-Helix-Interaktion, und trans-aktivierte pro-apoptotische Promotoren st{\"a}rker als Mutanten, die Phosphorylierung von p53 an Serin 183 simulieren. Da zus{\"a}tzlich bekannt ist, dass Serin 183 mit der H1-Helix wechselwirkt, k{\"o}nnte diese Phosphorylierung einen physiologischen Mechanismus zur Regulation der H1-Helix-Interaktion und damit des Zellschicksals darstellen. Zusammenfassend ließ sich zeigen, dass sowohl die Interaktions-St{\"a}rke zweier DNA-Bindungs-Dom{\"a}nen als auch die elektrische Ladung des Carboxy-Terminus die DNA-Bindungseigenschaften von p53 Familienmitgliedern bestimmen und so Zellschicksals-Entscheidungen der p53 Familie beeinflussen.},
  subject      = {Protein p53},
  language  = {de}
}