Untersuchung der Fibrillenbildung des nukleären Polyadenylat-Bindeproteins 1 (PABPN1) in vivo und in vitro

Abstract

In dieser Arbeit wurde der Zusammenhang der biophysikalischen Eigenschaften des nukleären Polyadenylat-Bindeproteins 1 (PABPN1) mit dem Auftreten der Muskelschwächekrankheit Okulopharyngeale Muskeldystrophie (OPMD) untersucht. Der erste Schwerpunkt der Arbeit umfasste die Untersuchung einer möglichen Fibrillenbildung von PABPN1-Varianten mit verschiedenen Alaninexpansionen in Zellkultur. 5 % der mit einer OPMD-assoziierten Expansionsvariante transfizierten Zellen zeigten Bereiche erhöhter Proteinkonzentration, jedoch waren keine Fibrillen in isoliertem Protein oder in den Zellen nachweisbar. Der zweite Schwerpunkt der Arbeit war die Untersuchung der Rolle der RNA-Bindungsdomäne (RNP-Domäne) bei der Fibrillenbildung von PABPN1 in vitro. Eine künstliche Disulfidbrücke an Position 185/201 stabilisierte die RNP-Domäne. Die Stabilität der RNP-Domäne beeinflusste die Stabilität von PABPN1. Eine geringere thermodynamische Stabilität der RNP-Domäne beschleunigte die Fibrillierung von PABPN1.

In this thesis the correlation between the biophysical properties of the nuclear polyadenylate-binding protein 1 (PABPN1) and the occurrence of the muscle weakness disease oculopharyngeal muscular dystrophy (OPMD) was investigated. The first thematic priority of this thesis was the examination of PABPN1 variants with different alanine expansions in cell culture. 5 % of the cells transfected with an OPMD related expansion variant showed regions with increased protein concentration. However, no fibrils were found in isolated protein or within the cells. The second thematic priority of this thesis was to investigate the role of the RNA-binding domain (RNP-domain) in PABPN1 fibril formation in vitro. An artificial disulfide bond at position 185/201 stabilized the RNP-domain. The stability of the RNP-domain had significant influence on the stability of PABPN1. A lowered thermodynamic stability of the RNP-domain caused an accelerated fibril formation of full-length PABPN1.