Authors:	Conrad, Elisa
Title:	Regulation von "Silent mating type information regulation 2 homolog Type" 1 (SIRT1) durch die nach DNA-Schaden induzierte Kinase "Homeodomain-interaction kinase" (HIPK2)
Online publication date:	22-Oct-2015
Year of first publication:	2015
Language:	german
Abstract:	"Silent mating type information regulation 2 Type" 1 (SIRT1), das humane Homolog der NAD+-abhängigen Histondeacetylase Sir2 aus Hefe, besitzt Schlüsselfunktionen in der Regulation des Metabolismus, der Zellalterung und Apoptose. Letztere wird vor allem durch die Deacetylierung von p53 an Lys382 und der dadurch verringerten Transkription proapoptotischer Zielgene vermittelt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die SIRT1 Regulation im Zusammenhang mit der DNA-Schadensantwort untersucht.rnIn der Apoptoseregulation übernimmt die Serin/Threonin-Kinase "Homeodomain interacting protein kinase" 2 (HIPK2) eine zentrale Rolle und daher wurde die SIRT1 Modifikation und Regulation durch HIPK2 betrachtet. Durch Phosphorylierung des Tumorsuppressorproteins p53 an Ser46 aktiviert HIPK2 das Zielprotein und induziert die Transkription proapoptotischer Zielgene von p53. Es wurde beschrieben, dass HIPK2 nach DNA-Schädigung über einen bisher unbekannten Mechnismus die Acetylierung von p53 potenzieren kann.rnIn der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass SIRT1 von HIPK2 in vitro und in Zellen an Serin 27 und 682 phosphoryliert wird. Weiterhin ist die Interaktion von SIRT1 mit HIPK2 sowie die SIRT1 Phosphorylierung an Serin 682 durch DNA-schädigende Adriamycinbehandlung erhöht. Es gibt Hinweise, dass HIPK2 die Expression von SIRT1 reguliert, da HIPK2 RNA-Interferenz zur Erniedrigung der SIRT1 Protein- und mRNA-Mengen führt.rnEin weiterer interessanter Aspekt liegt in der Beobachtung, dass Ko-Expression von PML-IV, welches SIRT1 sowie HIPK2 in PML-Kernkörper rekrutiert, die SIRT1 Phosphorylierung an Serin 682 verstärkt. Phosphorylierung von SIRT1 an Serin 682 interferiert wiederum mit der SUMO-1 Modifikation, welche für die Lokalisation in PML-Kernkörpen wichtig ist.rnBemerkenswerterweise reduziert die DNA-schadendsinduzierte SIRT1 Phosphorylierung die Bindung des SIRT1 Ko-Aktivators AROS, beeinflusst aber nicht diejenige des Inhibitors DBC1. Dies führt zur Reduktion der enzymatischen Aktivität von SIRT1 und der darausfolgenden weniger effizienten Deacetylierung des Zielproteins p53.rnDurch die von mir in der vorliegenden Promotionsarbeit erzielten Ergebnisse konnte ein neuer molekularer Mechanismus entschlüsselt werden, welcher die durch HIPK2 modulierte Acetylierung von p53 und die daran anschließende Induktion der Apoptose beschreibt.rnHIPK2-vermittelte SIRT1 Phosphorylierung resultiert in einer verminderten Deacetylasefunktion von SIRT1 und führt so zu einer verstärkten acetylierungsinduzierten Expression proapoptotischer p53 Zielgene. "Silent mating type information regulation 2 Type" 1 (SIRT1), the mammalian homologue of the yeast NAD+-dependent histone deacetylase Sir2, is a key regulator of metabolism, aging and apoptosis. The latter function appears to be regulated via deacetylation of p53 at Lys382 thereby decreasing p53’s apoptotic target gene expression. In the present thesis the SIRT1 regulation has been investigated in the context of the DNA-damage response.rn"Homeodomain interacting protein kinase" 2 (HIPK2) is a serine/threonine kinase and plays an important role in the DNA damage response by regulating p53 mediated apoptosis. Following DNA damage Siah-1 becomes phosphorylated by ATM which leads to complex disruption and stabilisation of HIPK2 and subsequent activation of p53 by phosphorylation at Ser46.rnPublished data indicate that HIPK2 potentiates p53 acetylation upon DNA damage through a currently unknown mechanism.rnIn the present thesis I could show that SIRT1 is phosphorylated by HIPK2 in vitro and in intact cells at serine 27 and 682. Furthermore, the interaction of SIRT1 and HIPK2 as well as the SIRT1 phosphorylation at serin 682 is stimulated by DNA damage induced by Adriamycin treatment. HIPK2 seems to be crucial for SIRT1 expression, since HIPK2 knock down leads to SIRT1 protein and mRNA depletion.rnOverexpression of PML-IV, which recruits SIRT1 along with HIPK2 to PML nuclear bodies, enhances the SIRT1 phosphorylation at Ser682. Phosphorylation of SIRT1 at Ser682 interferes with SIRT1 SUMOylation, which is an important signal for the localisation of proteins in PML nuclear bodies. On the other hand, SUMOylated SIRT1 cannot be phosphorylated by HIPK2.rnRemarkably, DNA-damage induced SIRT1 phosphorylation by HIPK2 modulates the interaction with the SIRT1 co-activator AROS, but not the interaction with its inhibitor DBC1. Since the phosphorylation abrogates the interaction of SIRT1 with its co-activator AROS, a functional consequence of this phosphorylation is the reduced enzymatic activity of SIRT1. Thereby, the SIRT1 target p53 is not efficiently deacetylated anymore. This might result in increased transcription of p53 target genes and apoptosis induction.rnTaken together, here I provide the evidence of a new molecular mechanism by which HIPK2 potentiates p53 acetylation. SIRT1 phosphorylation by HIPK2 negatively regulates the SIRT1 deacetylase function and leads to acetylation-induced expression of p53 proapoptotic target genes.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1270
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-41817
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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