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http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/596
Title: | Evolution and functional analysis of the intrinsically disordered N-terminal region of the oncoprotein GOLPH3 in vertebrates. |
Authors: | Perez Cardenas, Mariela Alexandra Pástor Villasís, Tammy Paulina |
Keywords: | GOLPH3 Membraneless organelles Biomolecular condensates Intrinsically disordered regions Oncoprotein Organelo sin membrana Condensados biomoleculares Regiones intrínsecamente desordenadas Oncoproteína |
Issue Date: | Feb-2023 |
Publisher: | Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay |
Abstract: | GOLPH3 is a peripheral membrane oncoprotein that in mammals is localized in the trans-Golgi network. This protein provides essential functions in vesicle trafficking and Golgi structure. However, elevated levels of GOLPH3 can trigger cell alterations. Moreover, several studies show a high expression of the gene that encodes this protein in several solid tumor types. GOLPH3 structure comprises a globular C-terminal portion of unique folding and a predicted intrinsically disordered region (IDR) located in the N-terminal portion of the protein, for which its function is unknown. It is known that IDRs are present in many proteins that form biomolecular condensates, which are membraneless compartments. Additionally, evolutionary studies in GOLPH3 suggest that this IDR performs a specialized function that remains to be elucidated. This thesis aims to evaluate the function of the IDR of GOLPH3 that we postulate is involved in the formation of biomolecular condensates, and how the amino acid sequence divergence among vertebrate species affects this capability. Through evolutionary analysis, N-terminal of fourth vertebrate species were selected to produce recombinant proteins. To analyze the functional effect, we expressed GOLPH3 variants in human cultured cells and performed phase separation assays with recombinant proteins. We observed that the protein stability of GOLPH3 variants is similar to human wild-type GOLPH3 and the IDR of the selected sequences does not affect GOLPH3 localization in human cells. According to our results, the IDR is necessary for in vitro liquid-liquid phase separation (LLPS) of GOLPH3, suggesting that the N-terminal of GOLPH3 could be important in the formation of the uncharacterized GOLPH3 membraneless compartment found in cultured cells, a feature that could be relevant for its biological function. Unexpectedly, we obtained GOLPH3-full-length variants crystallization, finding that could be used for further structural and functional characterization of the GOLPH3 family of proteins. |
Description: | GOLPH3 es una oncoproteína periférica de membrana que en los mamíferos se localiza en la red trans-Golgi. Esta proteína cumple con funciones esenciales en el tráfico vesicular y en la estructura de Golgi. Sin embargo, niveles elevados de GOLPH3 pueden desencadenar alteraciones celulares. Además, varios estudios muestran una alta expresión del gen que codifica esta proteína en varios tipos de tumores sólidos. La estructura de GOLPH3 está compuesta de una porción globular de plegamiento único en el C-terminal y de una región intrínsecamente desordenada (RID) en el N-terminal de la proteína, cuya función es desconocida. Se conoce que las RIDs están presentes en muchas de las proteínas capaces de formar condensados biomoleculares, que son compartimentos sin membrana. Adicionalmente, estudios evolutivos en GOLPH3 sugieren que esta región realiza una función especializada que aún está por dilucidar. Esta tesis busca evaluar la función de la RID de GOLPH3, que postulamos puede estar relacionada con la formación de condensados biomoleculares, y como la divergencia de las secuencias aminoacídicas entre vertebrados afecta esta capacidad. Mediante análisis evolutivos, se seleccionó el N-terminal de cuatro vertebrados para producir proteínas recombinantes. Para analizar el efecto funcional expresamos las variantes de GOLPH3 en células humanas y realizamos ensayos de separación de fases. Observamos que la estabilidad de las variantes de GOLPH3 es similar a la GOLPH3 humana tipo silvestre y que la RID de los vertebrados seleccionados no afectó la localización de GOLPH3 dentro de la célula. De acuerdo a nuestros resultados la RID es necesaria para la separación líquido-líquido (LLPS) de GOLPH3 in vitro, sugiriendo que el N-terminal de GOLPH3 puede ser importante para la formación de los compartimentos sin membrana de GOLPH3 encontrados en los cultivos celulares, que aún no están caracterizados y que puede ser relevante para su función biológica. Inesperadamente, obtuvimos la cristalización de las variantes de GOLPH3 que contenían la IDR. Esto podría ser usado para la caracterización funcional y estructural de la familia de proteínas de GOLPH3. |
URI: | http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/596 |
Appears in Collections: | Biología |
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