dc.contributor.author
Gao, Song
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:33:13Z
dc.date.available
2011-07-11T12:36:21.440Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10635
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-14833
dc.description.abstract
The interferon-inducible Mx proteins are key mediators of innate immunity
against life-threatening pathogens such as influenza viruses. It belongs to
the dynamin superfamily of large GTPases which are known to have an essential
role in membrane remodeling activities in cells. It has been proposed that the
middle domain (MD) and GTPase effector domain (GED) of dynamin-like GTPases
constitute a stalk which mediates oligomerization and transmits conformational
changes from the guaninenucleotide- binding (G) domain to the target
structure, but the molecular architecture of this stalk was not known.
Therefore, the functional mechanism of Mx proteins as well as the whole
dynamin superfamily remains an open question. The aim of my PhD project was
the structure characterization of MxA protein and to contribute to the
understanding of the mechanism of Mx proteins and dynamin superfamily by
structure-based functional studies. In this thesis, the crystal structure of
the stalk of human MxA (hsMxA) is reported. It folds into a four-helical
bundle and tightly oligomerizes in the crystal in a criss-cross pattern
involving three distinct interfaces and one loop. Mutations in each of these
interaction sites interfered with native assembly, oligomerization, membrane
binding and antiviral activity of hsMxA. Based on these results, structural
models were proposed for oligomerization and stimulated GTP hydrolysis of Mx
protein and dynamins that are consistent with previous structural predictions
and have functional implications for all members of the dynamin family.
Accompanying the stalk structure is a crystal structure of full-length hsMxA
in the nucleotide-free form which shows a three-domain architecture composed
of the G domain, the stalk and the bundle signaling element (BSE). The full-
length hsMxA oligomerizes in the crystal as the isolated stalk. The studies on
the interactions between different domains elicit a hypothesis of the
functional mechanism of Mx proteins and the dynamin superfamily.
de
dc.description.abstract
Das Interferon-induzierte MxA Protein ist ein zentraler Vermittler der
angeborenen Immunität gegen gefährliche Pathogene, wie z.B. Influenzaviren.
MxA gehört der Superfamilie der Dynamin GTPasen an, die eine essentielle Rolle
in der Umformung von Membranen in der Zelle ausüben. Es wurde postuliert, dass
die Mitteldomäne (MD) und die GTPase-Effektordomäne (GED) von dynamin-
verwandten GTPasen einen Stiel ausbilden, der Oligomerisierung vermittelt und
konformationelle Änderungen von der guaninbindenden (G-) Domäne auf die
Zielstrukturen überträgt, aber der molekulare Aufbau des Stiels war nicht
bekannt. Dadurch blieb der molekulare Mechanismus von MxA wie auch der
gesamten Dynamin-Superfamilie unaufgeklärt. Das Ziel meiner Arbeit war die
strukturelle Charakterisierung des MxA Proteins und die Aufklärung des
Mechanismus von MxA durch strukturbasierte funktionelle Studien. Im Rahmen
dieser Arbeit wurde die Kristallstruktur des Stiels vom humanem MxA gelöst.
Der Stiel hat eine Vier-Helix-Bündel Faltung und oligomerisiert im Kristall in
einem Zigzag-Muster über drei separate Interaktionsflächen und eine
Schleifenregion. Mutationen in diesen Interaktionsflächen beeinträchtigen die
native Anordung in ein Tetramer, die Oligomerisierung, Membranbindung und die
antivirale Aktivität von MxA. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden
strukturelle Modelle für Oligomerisierung und stimulierte GTP-Hydrolyse von
MxA und Dynaminproteinen entwickelt, die mit vorherigen strukturellen
Voraussagen über-einstimmen und funktionelle Bedeutung für alle Mitglieder der
Dynamin Familie haben. Ausgehend von dieser Struktur wurde auch die
Kristallstruktur des Voll- Länge MxA in der nukleotidfreien Form gelöst. Diese
Struktur besteht aus drei Domänen, der G- domäne, dem Stiel und dem
Bündelsignal-Element (BSE). Voll-Länge MxA oligomerisierte im Kristall über
dieselben Interaktionsflächen wie der isolierte Stiel. Interaktionsstudien
zwischen den einzelnen Domänen führten zu einem Modell des Mechanismus von Mx-
Proteinen und der Dynaminsuperfamilie.
de
dc.format.extent
IV, 154 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Innate immunity
dc.subject
interferon-induced
dc.subject
dynamin superfamily
dc.subject
crystal structure
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
Structural and functional study of human MxA protein
dc.contributor.contact
simon_0728@hotmail.com
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Udo Heinemann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Oliver Daumke
dc.date.accepted
2011-05-24
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000023729-1
dc.title.translated
Strukturelle und funktionelle Studie zum humanen MxA Protein
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000023729
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000009696
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access