Replication of bulky DNA adducts [Elektronische Ressource] = Replikation von sterisch anspruchsvollen DNA-Addukten / Stephanie Schorr

Stephanie Schorr

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• Publié par: ludwig-maximilians-universitat_munchen
• Publié le: 01 janvier 2010
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• Poids de l'ouvrage: 25 Mo

Extrait

Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades
der Fakultät für Chemie und Pharmazie
der Ludwig-Maximilians-Universität München










Replication of Bulky DNA Adducts

Replikation von sterisch anspruchsvollen DNA Addukten










Stephanie Schorr
aus
Frankfurt am Main

2010

Erklärung

Diese Dissertation wurde im Sinne von § 13 Abs. 3 bzw. 4 der Promotionsordnung vom
29. Januar 1998 von Prof. Dr. Thomas Carell betreut.



Ehrenwörtliche Versicherung

Diese Dissertation wurde selbstständig, ohne unerlaubte Hilfe erarbeitet.


München, den 09.11.2010


_________________
(Stephanie Schorr)







Dissertation eingereicht am 09.11.2010

1. Gutachter: Prof. Dr. Thomas Carell
2. Gutachter: Prof. Dr. Karl-Peter Hopfner

Mündliche Prüfung am 16.12.2010



















































Wer an der Küste bleibt,
kann keine neuen Ozeane entdecken.

(Thor Heyerdahl)

Parts of this thesis were published or presented on conferences:

Publications

S. Schorr, S. Schneider, K. Lammens, K.-P. Hopfner, T. Carell “Mechanism of replication
blocking and bypass of Y-family polymerase η by bulky acetylaminofluorene DNA adducts”
PNAS 2010, 107, 20720-20725.

S. Schorr, T. Carell “Mechanism of Acetylaminofluorene-dG induced Frameshifting by
Polymerase η” ChemBioChem 2010, 11, 2534 – 2537.

T. Reißner, S. Schneider, S. Schorr, T. Carell “Crystal Structure of a Cisplatin-(1,3-GTG)
Cross-Link within DNA Polymerase η” Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3077 – 3080.

S. Schneider, S. Schorr, T. Carell, “Crystal structure analysis of DNA lesion repair and
tolerance mechanisms” Curr. Opin. Struct. Biol. 2009, 19, 87-95.

T. Reißner, S. Schorr, and T. Carell “Once Overlooked, Now Made Visible: ATL Proteins
and DNA Repair” Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7293 – 7295.

conference presentations

Poster presentation: Translesion synthesis through aromatic amine DNA adducts mediated by
the eukaroytic DNA polymerase η, FASEB conference “Nucleic Acid Enzymes”, Saxtons
River, Vermont, USA, 2010.
Poster presentation:
the Eukaroytic DNA Polymerase η, Days of Molecular Medicine 2010, Stockholm, Sweden,
2010.
Oral presentation: Lesion-polymerase complexes and frameshift mutations –
2-acetylaminofluorene-deoxyguanosine adducts and the eukaryotic polymerase η, EMBO
practical course on high throughput methods for protein production and crystallization,
Oxford, UK, 2009.
I


Poster presentation: Lesion-polymerase complexes and frameshift mutations - bulky
2’-deoxyguanosine adducts and the eukaroytic DNA polymerase η, 3rd European Conference
on Chemistry for Life Sciences, Frankfurt/Main, Germany, 2009.
Poster presentation: 2-Acetylaminofluorene-deoxyguanosine adducts and the eukaroytic DNA
polymerase η, SFB 646 meeting, Munich, Germany, 2008.
Oral presentation: Lesion-polymerase complexes and frameshift mutations, regional
fellowship holder meeting of the Fonds der Chemischen Industrie, Garching, Germany, 2008.
Poster presentation: Lesion-polymerase complexes and frameshift mutations –
2-acetylaminofluorene-deoxyguanosine adducts and the eukaroytic DNA polymerase η, Bayer
PhD Student Course, Cologne, Germany, 2008.
Poster presentation: Synthetic 2-acetylaminofluorene-deoxyguanosine adducts as a tool to
investigate DNA frameshift mutations, XII. Blue Danube Symposium on Heterocyclic
Chemistry, Tihany, Hungary, 2008.
Poster presentation: Lesion-polymerase complexes and frameshift mutations –
nd2-acetylaminofluorene-deoxyguanosine adducts and the eukaroytic DNA polymerase η, 2
European Conference on Chemistry for Life Sciences, Wroclaw, Poland, 2008.
II


Danksagung
An erster Stelle gilt mein Dank meinem Doktorvater Prof. Dr. Thomas Carell für die
spannende und vielseitige Themenstellung, seine Begeisterungsfähigkeit, sowie für seine
große Unterstützung und Förderung. Ich möchte mich zudem für die exzellenten
Arbeitsbedingungen, die angenehme Atmosphäre und für die wissenschaftliche Freiheit, die
er mir gewährt hat, bedanken.
Den Mitgliedern meiner Prüfungskommission danke ich für ihre Bemühungen bei der
Evaluierung meiner Arbeit. Insbesondere bedanke ich mich bei Prof. Dr. Karl-Peter Hopfner
für die Übernahme des Koreferats.
Während meiner Dissertation wurde ich vom Fonds der Chemischen Industrie finanziell
unterstützt, wofür ich mich ebenfalls sehr bedanken möchte.
Frau Slava Gärtner danke ich für ihre Hilfe in allen organisatorischen Belangen.
Außerdem geht mein Dank an Frau Sabine Voß für ihre ausgezeichnete Organisation im
Labor, ihre Hilfe bei der Synthese und die gute Atmosphäre im Labor. Bei den Mitarbeitern
der Zentralen Analytik bedanke ich mich für das zuverlässige und schnelle Messen meiner
Proben.
Mein großer Dank gilt Dr. Sabine Schneider für die Hilfe, Anleitung und Unterstützung in der
Kristallographie und Biochemie und für ihre Fähigkeit, mich immer wieder zu motivieren.
Außerdem möchte ich ihr für die zahlreichen Synchrotron-Trips in die Schweiz oder nach
Grenoble danken, die durch kleine Wander/Klettereinlagen und viele Pizzen auch dann Spass
gemacht haben, wenn die Messungen nicht erfolgreich waren!
Für das Korrekturlesen dieser Arbeit danke ich Dr. Sabine Schneider und Martin Münzel.
Weiterhin möchte ich mich bei der gesamten Arbeitsgruppe Carell für die gute Atmosphäre
bedanken. Ich habe hier gute Freunde fürs Leben gefunden.
Bei Dr. Markus Müller möchte ich mich für seine Hilfe in biochemischen und
computertechnischen Fragen bedanken. Ebenso danke ich den Mitgliedern meines Labors für
die gute Atmosphäre und ihre Hilfsbereitschaft. Hier gilt mein Dank insbesondere meinem
„Boxnachbarn“ Dr. Malte Winnacker für seine ruhige Zusammenarbeit im Labor und für
seine nicht ganz so ruhige Art bei Ausflügen und Unternehmungen. Tatkräftige Unterstützung
in der Synthese und Biochemie habe ich von den F-Praktikantinnen/Bachelor-Studentinnen
Karola Gasteiger, Bianca Wöhrl, Tanja Schmid und Patricia Braun erhalten.
Dr. Ralf Strasser und Sandra Koch danke ich für die gute Zusammenarbeit auf dem
Rad14/XPA Projekt. Bei Dr. Christian Trindler, Martin Münzel und Dr. Heiko Müller
möchte ich mich für ihre Hilfe in synthetischen Fragen bedanken. Hilfreiche Tipps und
III


Diskussionen von und mit Dr. Melanie Maul, Dr. Philipp Gramlich, Thomas Reißner,
Korbinian Heil, Tim Gehrke und Emine Kaya haben ebenfalls die Entwicklung dieser Arbeit
begleitet.
Für die leckere und lustige Abende mit Schnitzel, Nudeln, Computer oder Gitarre möchte ich
mich bei Christian Trindler, Thomas Reißner, Aline Gégout, Martin Münzel, Markus Müller,
Christian Deiml und Corinna Kaul bedanken. Melanie Maul, Emine Kaya und Christian
Trindler sorgten mit zahlreichen Aktivitäten in Fels und Eis bzw. Schnee oder auf dem
Wasser für den nötigen sportlichen Ausgleich neben der wissenschaftlichen Arbeit.
Ganz herzlich bedanke ich mich bei meinen Eltern, die stets für mich da sind. Vielen Dank für
eure uneingeschränkte Unterstützung und euer Vertrauen in mich, was die Entstehung dieser
Arbeit überhaupt erst ermöglicht hat. Zuletzt danke ich David Kath für sein großes
Verständnis, seine Geduld und seine fortwährende Unterstützung.

IV


TABLE OF CONTENTS
1 SUMMARY ____________________________________________________________________ VIII
2 ZUSAMMENFASSUNG _________________________________________________________ XIV
3 INTRODUCTION _________________________________________________________________ 1
3.1 CHEMICALLY INDUCED DNA DAMAGE ________________________________________________ 1
3.2 FORMATION OF BULKY DNA ADDUCTS _______________________________________________ 3
3.2.1 Formation of DNA adducts by aromatic amines ______________________________________ 3
3.2.2 Formation of other bulky adducts __________________________________________________ 6
3.3 THE BULKY C8- d G ADDUCTS ARE MUTAGENIC _________________________________________ 7
3.4 EUKARYOTIC LOW FIDELITY DNA POLYMERASES _______________________________________ 9
3.4.1 Polymerase switch ____________________________________________________________ 10
3.4.2 Pol η ______________________________________