MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017162875
■00520250211152107
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798382741116
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31349108
■035    ▼a(MiAaPQ)umichrackham005433
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a576
■1001  ▼aBasalla,  Joseph  L.
■24510▼aConnecting  a  Bacterial  Organelle  to  Its  Positioning  System
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Michigan▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a150  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Vecchiarelli,  Anthony  G.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Michigan,  2024.
■520    ▼aIn  bacteria,  protein-based  organelles  called  bacterial  microcompartments  (BMCs)  are  a  widespread  strategy  for  subcellular  organization.  BMCs  encapsulate  enzymes  within  a  selectively  permeable  protein  shell  to  drive  unfavorable  reactions  and  sequester  intermediates.  Through  this  mechanism,  BMCs  regulate  a  diversity  of  metabolisms  across  bacteria,  including  human  pathogens.  The  study  of  BMC  biology  is  therefore  important  for  understanding  aspects  of  bacterial  cell  biology  and  metabolism,  its  consequences  to  human  health,  and  the  development  of  in  vivo  encapsulation  biotechnologies.The  model  BMC  is  the  carboxysome,  which  helps  drive  carbon-fixation  in  cyanobacteria  and  some  chemoautotrophs.  Carboxysomes  are  a  paradigm  for  understanding  fundamental  aspects  of  BMC  biology,  including  their  spatial  organization  in  the  cell.  Carboxysome  spatial  organization  results  in  their  uniform  distribution  in  the  cell,  and  disruptions  to  this  organization  cause  carboxysome  aggregation,  decreased  carbon-fixation,  and  slower  cell  growth.  Thus,  understanding  how  cells  spatially  distribute  carboxysomes  is  necessary  for  our  understanding  and  application  of  functional  and  efficient  BMCs.Our  lab  recently  identified  the  two-protein  system  which  spatially  organizes  carboxysomes,  named  the  maintenance  of  carboxysome  distribution  (Mcd)  system,  consisting  of  the  proteins  McdA  and  McdB.  McdA  is  the  positioning  ATPase  that  drives  active  carboxysome  distribution,  but  does  not  interact  directly  with  carboxysomes.  Instead,  McdB  associates  with  carboxysomes,  acting  as  an  adaptor  to  link  carboxysomes  to  the  positioning  ATPase,  McdA.  We  now  know  that  McdAB  systems  are  widespread  in  BMC-containing  bacteria,  yet  how  different  McdB  proteins  associate  with  their  respective  BMCs  remains  to  be  determined.  McdB  thus  represents  a  novel,  widespread,  but  unstudied  class  of  proteins.To  address  this  gap,  my  thesis  work  began  with  a  biochemical  characterization  of  McdB  proteins  from  several  carboxysome-containing  bacteria.  Intriguingly,  all  purified  McdB  proteins  formed  condensates  in  vitro.  Condensates  are  the  result  of  molecules  undergoing  a  density  transition  to  form  two  coexisting  phases:  a  dense,  solvent-poor  condensate  phase  and  a  dilute  soluble  phase.  Condensate  formation  has  now  been  implicated  in  a  diversity  of  biological  processes  across  eukaryotes  and  prokaryotes.  My  thesis  work  addresses  two  important  questions  critical  to  our  understanding  of  the  mechanisms  governing  the  spatial  organization  of  carboxysomes,  and  BMCs  in  general:  (1)  What  is  the  functional  consequence  of  McdB  condensate  formation  in  the  spatial  organization  of  carboxysomes  and  (2)  What  are  the  molecular  features  of  McdB  proteins  that  specify  their  interactions  with  a  specific  BMC-type.To  answer  these  questions,  I  first  dissected  the  condensate  formation  and  oligomerization  activities  of  McdB,  and  provided  evidence  suggesting  that  McdB  condensation  plays  a  role  in  its  association  with  carboxysomes.  Second,  I  identified  C-terminal  motifs  containing  an  invariant  tryptophan  necessary  for  McdB  proteins  to  associate  with  their  respective  carboxysomes.  Substituting  this  tryptophan  with  other  aromatic  residues  reveals  a  gradient  of  carboxysome  colocalization  by  McdB,  and  a  corresponding  gradient  in  carboxysome  positioning  activity  in  vivo.  Intriguingly,  these  activity  gradients  correlated  with  the  ability  of  McdB  to  form  condensates  in  vitro.  Together,  my  thesis  reveals  a  common  mechanism  underlying  adaptor  protein  binding  for  carboxysomes,  and  possibly  for  other  BMCs  that  use  McdAB-like  systems  for  their  active  positioning.  My  findings  advance  our  understanding  of  subcellular  organization  in  bacteria  and,  more  specifically,  the  mechanisms  governing  the  spatial  regulation  of  protein-based  organelles  across  the  bacterial  world.
■590    ▼aSchool  code:  0127.
■650  4▼aMicrobiology
■650  4▼aBiochemistry
■650  4▼aCellular  biology
■650  4▼aDevelopmental  biology
■653    ▼aCyanobacteria
■653    ▼aBacterial  microcompartments
■653    ▼aCarboxysome  aggregation
■653    ▼aCell  growth
■690    ▼a0410
■690    ▼a0487
■690    ▼a0379
■690    ▼a0758
■71020▼aUniversity  of  Michigan▼bMolecular,  Cellular,  and  Developmental  Biology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0127
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162875▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서