text size

The role of human Sco1, Sco2, Surf1 and Oxa1l in the biogenesis of the oxidative phosphorylation system

Notice: I hereby declare that I am aware that the information acquired from theses published by Charles University may not be used for commercial purposes or may not be published for educational, scientific or other creative activities as activities of person other than the author.
Title:
The role of human Sco1, Sco2, Surf1 and Oxa1l in the biogenesis of the oxidative phosphorylation system
Title (in czech):
Role lidských Sco1, Sco2, Surf1 a Oxa1l v biogenezi systému oxidační fosforylace
Type:
Rigorosum thesis
Author:
RNDr. Lukáš Stibůrek, Ph.D.
Thesis Id:
107276
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Biochemistry (31-250)
Study programm:
Biochemistry (N1406)
Study branch:
Biochemistry (NBIOD)
Degree granted:
RNDr.
Defence date:
31/05/2011
Defence result:
Pass
Language:
English
Abstract (in czech):
ABSTRAKT Tato disertační práce byla vypracována v Laboratoři pro studium mitochondriálních poruch, Kliniky dětského a dorostového lékařství a 1.LF UK v Praze. Studium mitochondriální biogeneze a jejích poruch, a to především s ohledem na biogenezi systému oxidativní fosforylace (OXPHOS), zaznamenalo v uplynulých dvou desetiletích mimořádný pokrok. Znalost kompletní sekvence lidského genomu, spolu s výsledky elegantních kvasinkových studií zaměřených na identifikaci respiračně významných genových produktů, umožnila identifikaci a následné studium molekulárních mechanismů celé řady lidských mitochondriálních patologií. Tyto studie odhalují molekulární a biochemické mechanismy etiopatogeneze těchto chorob a současně přinášejí nové unikátní informace o lidské mitochondriální biogenezi jako takové. Výsledky a původní publikace prezentované v této disertační práci se týkají snahy o pochopení molekulární funkce lidských jaderně kódovaných mitochondriálních proteinů Sco1, Sco2, Surf1 a Oxa1l v biogenezi multimerních membránových komplexů lidského systému OXPHOS. Prezentovaná data ukazují, že lidské asemblační faktory Sco1 a Sco2 fungují vysoce tkáňově specifickým způsobem na úrovni odlišných posttranslačních kroků maturace podjednotky 2 (Cox2) terminálního enzymu respiračního řetězce cytochrom c oxidázy (CcO). Prezentovaná data dále demonstrují, že oba výše zmíněné lidské SCO proteiny, a asemblační faktor Surf1 mohou hrát významnou roli v udržování buněčné homeostázy mědi. Studie zaměřená na biochemickou a funkční charakterizaci lidského homologu, OXA1L, kvasinkové translokázy Oxa1 ukázala, že tento integrální protein vnitřní mitochondriální membrány je u člověka nezbytný pro správnou asemblaci/stabilitu respiračního komplexu I a F1FO-ATP syntázy (komplex V). A konečně, proteinové studie asemblačních defektů CcO na podkladě deficitu asemblačních faktorů Sco1, Sco2 a Surf1 přinesly významné upřesnění současného modelu asemblace lidské CcO.
Abstract:
ABSTRACT This thesis was prepared in the Laboratory for study of mitochondrial disorders at the Department of Pediatrics, First Faculty of Medicine, Charles University in Prague. The study of human mitochondrial biogenesis, particularly of the oxidative phosphorylation system (OXPHOS), and its pathologies has seen remarkable progress in past two decades. The knowledge of the complete sequence of the human genome, together with the results of elegant yeast studies aimed at the identification of respiratory important gene products, enabled us to identify and study the molecular and biochemical bases of numerous human mitochondrial pathologies. These studies not only continue to reveal the underlying disease mechanisms but shed completely new light on the various processes of mitochondrial biogenesis and function in humans. The work presented in this thesis was aimed mainly at the understanding of the various roles of nuclear-encoded mitochondrial inner membrane proteins Sco1, Sco2, Surf1 and Oxa1l in the assembly and/or maintenance of the five multimeric complexes of the human OXPHOS system. The presented data demonstrate that human Sco1 and Sco2 are involved, in a highly tissue-specific manner, in distinct posttranslational steps of maturation of the cytochrome c oxidase (CcO) subunit 2 (Cox2). Furthermore, both SCO proteins, together with the assembly factor Surf1, are implicated herein in the regulation of cellular copper homeostasis. The human homologue of the yeast Oxa1 translocase, OXA1L is shown to be required for the assembly/stability of the respiratory complex I and the F1FO-ATP synthase (complex V). Finally, the dissection of the assembly patterns of CcO in the various CcO deficient backgrounds suggests novel important addition to the current model of human CcO assembly.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis RNDr. Lukáš Stibůrek, Ph.D. 3.5 MB
Download Abstract in czech RNDr. Lukáš Stibůrek, Ph.D. 69 kB
Download Abstract in english RNDr. Lukáš Stibůrek, Ph.D. 14 kB
Download Defence's report prof. RNDr. Marie Tichá, CSc. 80 kB