Ubiquitin Modifikation der Synaptobervine SNC1 und SNC2 in Saccharomyces cerevisiae

Der Grosteil der in eukaryontischen Zellen ablaufenden chemischen Reaktionen finden in Zellkompartimenten statt, die durch Membranen eingeschlossen werden. SNARE-Proteine sind essentielle Komponenten fur die Fusion von gleichartigen (homotypischen) als auch verschiedenartigen (heterotypischen) Membranen. SNAREs sind meist uber eine C-terminale Transmembran-Domane in der „Geber“-Membran verankert. N-terminale 60-70 Aminosauren lange Hepta-Peptide (SNARE-Motiv) konnen uber Coiled-Coil Formierung den Kontakt mit einem SNARE an der „Empfanger“-Membran herstellen (trans-SNARE Komplex). In der vorliegenden Arbeit wurden die Plasmamembran SNAREs SNC1 und SNC2 in Saccharomyces cerevisiae auf posttranslationale Modifikation durch Ubiquitin untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass die Ubiquitylierung an mindestens zwei Lysinen im Substrat erfolgt. Die kovalente Verknupfung erfolgt durch die Ubiquitin-Ligase RSP5. In Mutanten, die die Sekretion von SNC1/SNC2 zur Plasmamembran inhibieren (sec17-1, sec18-1, sed5-1 und sec1-1), liegen die SNAREs in nicht-modifizierter Form vor. In den Endozytose-Mutanten end3 und end4, die fur die Invagination von endozytotischen Vesikeln defekt sind, akkumuliert ubiquityliertes SNC1 an der Plasmamembran. Die Ubiquitylierungs-Reaktion mus daher an der Plasmamembran erfolgen. Eine der Ubiquitylierungsstellen, Lysin-63, befindet sich in der Coiled-Coil-Domane der SNAREs. Der Austausch des Lysins durch ein Arginin an dieser Stelle fuhrt dazu, dass SNC1 nicht mehr in das Lumen der Vakuole lokalisiert wird. Stattdessen verbleibt das Protein in der Membran der Vakuole. Die zweite Ubiquitylierungsstelle konnte noch nicht identifiziert werden. Das Ubiquitin Bindeprotein DDI1 interagiert mit SNC1/SNC2, und beeinflust die Verfugbarkeit des SNAREs fur den trans-SNARE Komplex. Ob DDI1 uber die interne UBA (ubiquitin-associated)-Domane mit ubiquityliertem SNC1/SNC2 interagiert, ist noch unbekannt.