Authors:	Gracheva, Ekaterina
Title:	Functions of RING1B and ZRF1 in ubiquitin-mediated regulation of nucleotide excision repair
Online publication date:	1-Aug-2016
Language:	english
Abstract:	Summary DNA damage is repaired by a plethora of various DNA repair pathways. Nucleotide Excision Repair (NER) is specifically evolved to deal with helix-distortive DNA damage, arising for example from exposure of cells to UV-light. DNA damage binding proteins DDB2 and XPC are initiating the process of the lesion recognition. Various factors, such as posttranslational modifications of the NER factors as well as the histone at the chromatin region, surrounding the damage site, contribute in the regulation of this process. Ubiquitination of XPC and DDB2 as well as core histones by the ubiquitin E3 ligase DDB2-DDB1-CUL4-RBX1 (UV-CUL4) are accompanying the recognition of the DNA damage in NER. However, little is known about the molecular orchestration of this process. Ubiquitin E3 ligase RING1B was previously described to be involved the transcriptional repression of genes by monoubiquitination of histone H2A at lysine 119 (H2A-ubiquitin). This activity can be reversed by tethering of the ubiquitin-binding protein ZRF1 which facilitates further removal of ubiquitin from H2A. Previous reports have linked RING1B to the DNA-damage dependent H2A ubiquitination. In this project we have addressed the role of RING1B and ZRF1 in the regulation of NER. We show that after UV-irradiation H2A is monoubiquitinated by a novel ubiquitin E3 ligase complex, containing RING1B together with DDB proteins and adaptor protein CUL4B (UV-RING1B). This histone modification serves as a recruitment platform ZRF1. ZRF1 is a noverly described factor in NER and it functions by displacing CUL4B and RING1B from UV-RING1B E3 ligase complex and promotes formation of the UV-CUL4 E3 ligase complex which acts downstream. Additionally we demonstrate that ZRF1 may contribute in the proteasomal degradation of the NER proteins, and potentially act in other DNA repair pathways. Our data expands our understanding of the ubiquitination processes, regulating early steps of the NER pathway as well as the contribution of the chromatin context in this process. DNA-Schäden werden durch verschiedene DNA-Reparaturmechanismen repariert. Nukleotidexzisionsreparatur (NER) repariert DNA-helix störende Verletzungen, welche durch UV-Strahlung erzeugt werden. Die Proteine DDB2 und XPC erkennen die geschädigte DNA und initiieren NER. NER wird reguliert von verschiedenen Faktoren, zum Beispiel posttranslationale Proteinmodifikationen des NER- und Histonproteinen um die geschädigte DNA-Region. Bei diesem Prozess werden XPC, DDB2 und die Nukleosomenkernhistonproteinen durch die E3 Ubiquitinligase DDB2-DDB1-CUL4-RBX1 (UV-CUL4) ubiquitiniert. Jedoch, sind die Molekularmechanismen und die Konsequenzen dieser Ubiquitinierung unbekannt. E3 Ubiquitinligase RING1B monoubiquitiniert Histon H2A an Lysine 119 und inhibiert die Geneexpression. Ihre Aktivität wird entgegenwirkt durch die Bindung von Ubiquitin-bindendem Protein ZRF1, welches Deubiquitinierung von H2A fördert. RING1B ubiquitiniert H2A auch bei DNA-Schäden. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass RING1B und ZRF1 regulatorische Rollen in NER haben. Nach UV-Bestrahlung wird H2A durch den neu entdeckten E3 Ubiquitinligasekomplex UV-RING1B monoubiquitiniert. Diese besteht aus RING1B sowie DDB2 und DDB1 Proteine und dem Adapterprotein CUL4B. Die H2A-Monoubiquitinierung bildet die Rekrutierungplatform für ZRF1. ZRF1 ist ein neuartiges NER-Protein, das entfernt CUL4B und RING1B aus UV-RING1B E3 Ubiquitinligase. ZRF1 fördert die Bildung von UV-CUL4 Komplex der wichtig ist für weitere NER-Regulierung. Zusätzlich könnte ZRF1 zu NER-Proteinabbau und auch anderen DNA-Reparaturmechanismen beantragen. Unsere Ergebnisse erweitern unser Verständnis der Ubiquitinierungsprozesse während der NER-vermitteltes Erkennung der DNA-Schäden. Zudem unterstreichen unsere Resultate die Bedeutung des Chromatinkontexts in diesem Prozess.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	Externe Einrichtungen
Place:	Mainz
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4598
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	in Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	103 Blätter
Appears in collections:	JGU-Publikationen