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N-­‐terminales  Rca1  mit  N-­‐terminalen  Verkürzungen

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2.2   Rca1  –  ein  Substrat  des  Anaphase-­‐Promoting-­‐Komplex

2.3.2   Rca1  –  Eingrenzung  der  Abbausequenz

2.3.2.7   N-­‐terminales  Rca1  mit  N-­‐terminalen  Verkürzungen

Bisher  lag  der  Fokus  auf  dem  C-­‐terminalen  Rca1.  Die  Rolle  der  N-­‐terminalen  Abbause-­‐

quenz  von  Rca1  sollte  im  Folgenden  näher  charakterisiert  werden.  

2.3.2.6  N-­‐  und  C-­‐terminales  Rca1    

Die  Abbausequenz  im  C-­‐terminalen  Rca1  wurde  entdeckt,  als  von  Rca1  zwei  Deletionen   erstellt  wurden,  die  das  Rca1  in  zwei  Hälften  spaltete  (Abb.  2.44  A).  Von  beiden  wurde   die  relative  G1-­‐Stabilität  bestimmt  und  die  Rca1-­‐Funktionalität  überprüft.  Dabei  stellte   sich  heraus,  dass  beide  Teile  von  Rca1  eine  eigene  Abbausequenz  enthalten,  da  sowohl   der   C-­‐Terminus   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐203   (b),   als   auch   der   N-­‐Terminus   HA-­‐NLS-­‐

GFP-­‐Rca1_Del-­‐204-­‐411   (c)   in   nahezu   gleicher   Weise   abgebaut   werden.   Die   relative   Rca1-­‐Funktionalität  weist  nur  das  C-­‐terminale  Fragment  von  Rca1  mit  der  intakten  ZBR   als  aktiv  aus,  dennoch  wurde  von  beiden  Hälften  die  Abbaukurven  erstellt,  um  sie  direkt   miteinander   vergleichen   zu   können.   Die   N-­‐   und   C-­‐terminalen   Rca1-­‐Fragmente   zeigen   einen  sehr  ähnlichen  Abbau  und  erreichen  in  den  Abbaukurven  nach  200  Minuten  Wer-­‐

te  von  0,40  und  0,44.  Damit  unterscheiden  sie  sich  jedoch  deutlich  in  der  Abbaukinetik   von   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1,   das   nach   viel   kürzerer   Zeit   (t=150  min)   bereits   den   Wert   von   0,22   erreicht   (Abb.  2.44  C-­‐E).   Es   ist   wahrscheinlich,   dass   für   einen   effektiven   Abbau   beide  Abbausequenzen  zusammenwirken  müssen.    

Für  die  Suche  nach  der  Abbausequenz  im  N-­‐terminalen  Teil  von  Rca1  wurden  deshalb   N-­‐terminale  Deletionen  erstellt.    

2.3.2.7  N-­‐terminales  Rca1  mit  N-­‐terminalen  Verkürzungen  

Die   Suche   nach   der   Abbausequenz   im   N-­‐terminalen   Rca1   erfolgte   durch   N-­‐terminale   Deletionen  ausgehend  von  HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐204-­‐411  (Abb.  2.45  a).  Dabei  wurden   bis  zur  NLS-­‐Sequenz  die  Deletionen  in  25er  Aminosäureschritten  erstellt:  HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐

Rca1_Del-­‐1-­‐25_Del-­‐204-­‐411   (b),   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐50_Del-­‐204-­‐411   (c),   HA-­‐NLS-­‐

GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐75_Del-­‐204-­‐411  (d)  und  HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐100_Del-­‐204-­‐411  (e).  

Weitere   Deletionen   wurden   direkt   vor   der   NLS-­‐Sequenz   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐

115_Del-­‐204-­‐411   (f)   und   direkt   nach   der   NLS-­‐Sequenz   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐

133_Del-­‐204-­‐411  (g)  durchgeführt.  Das  kürzeste  N-­‐terminale  Fragment  beinhaltete  nur   die   F-­‐Box-­‐Domäne   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐154_Del-­‐204-­‐411   (h).   Da   der   N-­‐terminale   Bereich   von   Rca1   keine   ZBR   mehr   besitzt,   handelt   es   sich   bei   den   untersuchten   N-­‐

terminalen   Deletionen   um   inaktive   Rca1-­‐Derivate,   die   keine   Rca1-­‐Funktionalitäten   mehr   aufweisen.   Die   Bestimmung   der   G1-­‐Stabilitäten   ergab   ein   uneinheitliches   Bild  

(Abb.  2.45  B).  Während  die  Deletion  von  25  und  50  Aminosäuren  keine  Auswirkung  auf   die   Stabilität   besitzt,   liegt   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐75_Del-­‐204-­‐411   (d)   mit   dem   Wert   von   0,94   in   der   G1-­‐Phase   stabil   vor.   Weitere   Verkürzungen   führten   jedoch   wieder   zu   einer  Destabilisierung  (HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐100_Del-­‐204-­‐411  (e)  und  HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐

Rca1_Del-­‐1-­‐115_Del-­‐204-­‐411   (f)   während   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐133_Del-­‐204-­‐411   wiederum  sehr  stabil  erscheint.    

Auffällig  war,  dass  im  Durchflusszytometer  bei  den  N-­‐terminalen  Derivaten  signifikant   weniger   GFP-­‐positive   Zellen   detektiert   werden   konnten.   Dies   deutet   darauf   hin,   dass   eine  generelle  Zellzyklus-­‐unabhängige  Instabilität  vorliegt.  Damit  können  die  Werte  aus   der  Durchflusszytometrie  nur  mit  Vorsicht  interpretiert  werden.    

Abbildung 2.44: Relative G1-Stabilität von N- und C-terminalem Rca1 A: Schematische Darstellung der untersuchten Rca1-Deletionen

a) HA-NLS-GFP-Rca1, b) HA-NLS-GFP-Rca1_Del-1-203, c) HA-NLS-GFP-Rca1_Del-204-411

B: Bestimmung der relativen G1-Stabilität

Die Zahlen innerhalb der Balken geben die Anzahl unabhängiger Messungen an, dargestellt sind ebenfalls die Standardabweichungen der einzelnen Messungen.

C: Abbaukurven der verschiedenen Proteine (Mittelwerte von 10 Zellen). Der Zeitpunkt t=200 min nach Beginn der Anaphase wurde als Referenzpunkt gewählt. Zu dieser Zeit ist der Abbau von Rca1 nahezu abgeschlossen und die meisten Zellen sollten sich noch in der G1-Phase befinden.

D: Relative Fluoreszenzwerte der Abbaukurven von C zum Zeitpunkt t=200 min

E: Direkter Vergleich der ermittelten Werte für die Stabilität der Rca1-Derivate in G1 zwi-schen Durchflusszytometer (B) und den Abbaukurven (C+D)

 

Auch  im  live-­‐cell-­‐imaging  kam  es  bei  diesen  Derivaten  zu  Unregelmäßigkeiten.  So  zeigte   der  t=200  Wert  bei  HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐25_Del-­‐204-­‐411  (b)  eine  Stabilisierung  an,   obwohl  dieses  Protein  noch  gut  abgebaut  wird,  da  der  t=400  Wert  bei  0,25  lag.  Weiter-­‐

Abbildung 2.45: Die relative G1-Stabilität N-terminaler Rca1-Deletionen A: Schematische Darstellung der untersuchten N-terminalen Rca1-Deletionen:

a) NLS-GFP-Rca1_Del-204-411, b) NLS-GFP-Rca1_Del-1-25_Del-204-411, c) NLS-GFP-Rca1_Del-1-50_Del-204-411, d) NLS-GFP-Rca1_Del-1-75_Del-204-411 e) HA-NLS-GFP-Rca1_Del-1-100_Del-204-411, f) HA-NLS-GFP-Rca1_Del-1-115_Del-204-411, g) HA-NLS-GFP-Rca1_Del-1-133_Del-204-411, h) HA-NLS-GFP-Rca1_Del-1-154_Del-204-411 B: Bestimmung der relativen G1-Stabilität

Die Zahlen innerhalb der Balken geben die Anzahl unabhängiger Messungen an, dargestellt sind ebenfalls die Standardabweichungen der einzelnen Messungen.

C: Relative Fluoreszenzwerte der Abbaukurven zum Zeitpunkt t=200 min

** b) der Wert der Abbaukurve zeigt ein stabilisiertes Protein an, was allerdings ein etwas verzerrtes Bild darstellt. Der minimale Wert der 10 Einzelkurven von HA-NLS-GFP-Rca1_Del-1-25_Del-204-411 liegt zum Zeitpunkt t=400 min bei 0,25. Dies zeigt, dass es durchaus noch abgebaut werden kann.

D: Direkter Vergleich der ermittelten Werte für die Stabilität der Rca1-Derivate in G1 zwischen Durchflusszytometer (B) und den Abbaukurven (C)

hin   wurde   bei   HA-­‐NLS-­‐GFP-­‐Rca1_Del-­‐1-­‐115_Del-­‐204-­‐411   (f)   ein   Wert   über   1,0   gemes-­‐

sen.  Schließlich  fallen  in  beiden  Messungen  (Durchflusszytometer  und  live-­‐cell-­‐imaging)   die   Werte   vom   Derivat,   das   nur   noch   die   F-­‐Box   Domäne   besitzt   (h)   heraus.   In   beiden   Fällen   wird   das   Derivat   noch   relativ   gut   abgebaut.   Die   Gründe   für   diese   Variabilität   konnten  nicht  klar  bestimmt  werden,  generelle  Instabilität  spielt  hier  sicher  eine  wich-­‐

tige  Rolle.  

Aufgrund  dieser  Ergebnisse  lässt  sich  keine  eindeutige  Aussage  über  die  Lokalisierung   der  Abbausequenz  treffen.  Eine  deutliche  Stabilisierung  sowohl  in  der  Durchflusszyto-­‐

metrie   als   auch   in   Abbaukurven   konnte   bei   der   Deletion   der   ersten   75   Aminosäuren   beobachtet   werden,   während   die   Deletion   von   50   Aminosäuren   noch   gut   abgebaut   wurde  (c  und  d).  Um  zu  überprüfen,  ob  in  dem  Bereich  zwischen  den  Aminosäuren  50   und  75  eine  mögliche  Abbausequenz  liegt,  wurden  weitere  N-­‐terminale  Rca1-­‐Deletionen   erstellt.