Molecular mechanisms of Smc5/6 complex function: from ATPase-dependent DNA loading to E3 activities
Els cromosomes han de ser manipulats amb compte per mantenir la integritat del genoma. La família de complexos proteics SMC contribueix a organitzar el genoma en llaços de cromatina, utilitzant la seva activitat d'ATPasa per associar-se i plegar els cromosomes durant transaccions crítiques com...
| Author: | |
|---|---|
| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2023 |
| Country: | España |
| Institution: | Universitat de Lleida (UdL) |
| Repository: | Repositori Obert UdL |
| OAI Identifier: | oai:repositori.udl.cat:10459.1/464904 |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10803/689837 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Complex Smc5/6 Cromosomes SUMOïlació Complejo Smc5/6 Cromosomas SUMOilación Smc5/6 complex Chromosomes SUMOylation Bioquímica i Biologia Molecular 577 |
| Summary: | Els cromosomes han de ser manipulats amb compte per mantenir la integritat del genoma. La família de complexos proteics SMC contribueix a organitzar el genoma en llaços de cromatina, utilitzant la seva activitat d'ATPasa per associar-se i plegar els cromosomes durant transaccions crítiques com la transcripció, replicació o segregació cromosòmica. Concretament, el complex Smc5/6 juga un paper fonamental en la reparació i la disjunció de cromosomes. Amb aquesta finalitat, les subunitats principals Smc5 i Smc6 s'associen amb sis elements no SMC (subunitats NSE). Recentment, s'ha demostrat que dues d'elles, Nse5 i Nse6, regulen l'activitat ATPasa del complex. D'altra banda, les subunitats Nse1 i Nse2 contenen dominis de tipus RING amb activitat lligasa E3 d’ubiquitina i SUMO, respectivament. Tanmateix, el coneixement de com es coordinen les tres activitats del complex és limitat. Aquesta tesi aprofundeix en diversos aspectes de l'organització i les activitats bioquímiques del complex Smc5/6 de S. cerevisiae. En primer lloc, mostrem que el subcomplex Nse1/3/4 s’acobla a partir d'interaccions seqüencials i cooperatives al voltant del domini ATPasa de Smc5. Al seu torn, el subcomplex Nse1/3/4, juntament amb interaccions entre les articulacions presents als braços, ajuda a la interacció entre els dominis ATPasa de Smc5 i Smc6. Així mateix, els nostres resultats suggereixen una relació intricada entre els subcomplexes Nse1/3/4 i Nse5/6 per a la seva unió al voltant dels dominis ATPasa. En segon lloc, demostrem que la inhibició de la hidròlisi d'ATP atrapa el complex en l’ADN d'una manera independent de Nse5/6, resultant en una interacció proteïna-ADN prou forta per evitar que Smc5/6 se’n dissociï. In vivo, la inhibició de la hidròlisi d'ATP afecta negativament la viabilitat cel·lular i la segregació cromosòmica, ja que interfereix en la resolució d’estructures d'ADN. En tercer lloc, confirmem que l'activitat de lligasa E3 de SUMO prové exclusivament del domini SP-RING de Nse2, sense cap contribució de Nse5/6, i que l’ADN estimula aquesta activitat. A més, determinem llocs de SUMOïlació dins del complex Smc5/6 mitjançant proteòmica, identificant empremtes de SUMOïlació com a possibles llocs d’unió de Nse5/6, que també han estat predits amb AlphaFold Multimer. Finalment, no aportem evidències d'activitat d'ubiquitinació dependent de Nse1, tot i que mostrem que el complex Smc5/6 promou la formació de cadenes d’ubiquitina de manera independent de Nse1. En resum, la nostra recerca ofereix noves perspectives sobre l'organització del complex Smc5/6 i la regulació de les seves activitats bioquímiques, incloent-hi la unió a l’ADN dependent d'ATP i les funcions de lligasa E3 de SUMO i, potencialment, d’ubiquitina. |
|---|