Analiza stabilności i roli pustyni lizynowej w FBXL15 - podjednostce rozpoznającej substrat kompleksu ligazy cullin-RING

dc.abstract.en	The ubiquitin-proteasome system (UPS) is a crucial regulator of cellular processes and protein homeostasis through the controlled degradation of proteins via a cascade of E1, E2 and E3 type enzymes. Ubiquitination typically targets lysine residues, but increasing evidence shows it can also occur on atypical sites, including N-terminus, cysteine, serine, or threonine residues. However, for ubiquitination to occur, the E3 ligase must first recognise the target protein, typically via its specific short linear motif known as a degron. Lysine deserts – regions low in lysines – have been shown to play a role in the protection of proteins from unwanted ubiquitination and degradation. The F-box/LRR-repeat protein 15 (FBXL15) is a substrate receptor of the cullin-RING E3 ligase (CRL) complex and has a distinct lysine desert. It regulates SMURF1 (Smad ubiquitination regulatory factor 1) levels in the BMP (bone morphogenetic protein) signalling pathway, which is crucial in development and bone homeostasis. The aim of my project was to elucidate the degradation mechanism of human FBXL15, to investigate the role of the lysine desert in its stability and to identify the factors involved in its non-lysine regulation. The experiments were performed using the HEK293 cell line. The study revealed that FBXL15 undergoes ubiquitination in a lysine-independent manner, indicating that the lysine desert does not inherently prevent its ubiquitination. It appears that CRL-mediated ubiquitination serves a function other than targeting FBXL15 for degradation. Protein stability assays confirmed that FBXL15 degradation is regulated by non-lysine ubiquitination and is proteasome-dependent. Furthermore, the degradation of FBXL15 was found to be partially dependent on its C-terminal degron. This study deepens understanding of lysine deserts in the UPS , elucidating their role in preventing unwanted ubiquitination. These insights highlight key regulatory mechanisms that safeguard protein turnover and impact physiological processes such as BMP signalling and bone mass maintenance.
dc.abstract.pl	System ubikwityna-proteasom (UPS) jest kluczowym regulatorem procesów komórkowych i homeostazy białek poprzez kontrolowaną degradację białek za pośrednictwem kaskady enzymów typu E1, E2 i E3. Ubikwitynacja zachodzi zazwyczaj na lizynach, ale coraz więcej dowodów wskazuje na to, że może ona również zachodzić w nietypowych miejscach, takich jak N-koniec białka, cysteina, seryna lub treonina. Jednakże, aby ubikwitynacja mogła wystąpić, ligaza E3 musi najpierw rozpoznać docelowe białko, zazwyczaj poprzez swój specyficzny krótki motyw liniowy znany jako degron. Wykazano, że tzw. „pustynie lizynowe” – regiony o niskiej zawartości lizyny – odgrywają istotną rolę w ochronie białek przed przedwczesną ubikwitynacją, a w konsekwencji przed ich degradacją. Białko FBXL15 (ang. F-box and leucine rich repeat protein 15) jest receptorem substratu w kompleksie ligazy E3 typu cullin-RING E3 (CRL) i zawiera rozległą pustynię lizynową. Odpowiada za regulację poziomu białka SMURF1 (ang. Smad ubiquitination regulatory factor 1) w szlaku sygnalizacyjnym białek morfogenetycznych kości (BMP), który odgrywa kluczową rolę w procesach rozwojowych oraz w utrzymaniu homeostazy tkanki kostnej. Celem mojej pracy było wyjaśnienie mechanizmu degradacji ludzkiego FBXL15, zbadanie roli pustyni lizynowej w jego stabilności oraz identyfikacja czynników zaangażowanych w jego regulację nielizynową. Eksperymenty przeprowadzono z wykorzystaniem linii komórkowej HEK293. Badania wykazały, że FBXL15 ulega ubikwitynacji w sposób niezależny od lizyny, co wskazuje, że obecność pustyni lizynowej nie zapobiega samemu procesowi ubikwitynacji. Ubikwitynacja, w której pośredniczy CRL, prawdopodobnie pełni inną funkcję niż kierowanie FBXL15 do degradacji. Testy stabilności białka potwierdziły, że degradacja FBXL15 jest regulowana przez ubikwitynację nielizynową i jest zależna od proteasomu. Ponadto wykazano, że degradacja FBXL15 częściowo zależy od obecności degronu zlokalizowanego na C-końcu białka. Przeprowadzone badanie pogłębia wiedzę na temat roli pustyń lizynowych w UPS, wyjaśniając ich znaczenie w ochronie białek przed niepożądaną ubikwitynacją oraz podkreśla kluczowe mechanizmy regulujące poziom białek istotnych dla sygnalizacji BMP i homeostazy kości.
dc.affiliation	Uniwersytet Warszawski
dc.affiliation.department	Wydział Biologii
dc.contributor.author	Piórkowska, Gabriela
dc.contributor.promoter	Pokrzywa, Wojciech
dc.contributor.promoter	Archacka, Karolina
dc.contributor.reviewer	Pokrzywa, Wojciech
dc.contributor.reviewer	Drożak, Jakub
dc.contributor.reviewer	Archacka, Karolina
dc.date.defence	2025-07-04
dc.date.issued	2025
dc.date.submitted	2025-06-25
dc.identifier.apd	243510
dc.language	pl
dc.language.other	en
dc.publisher	Uniwersytet Warszawski
dc.rights	ClosedAccess
dc.subject.en	FBXL15
dc.subject.en	cullin-RING E3 ligase
dc.subject.en	ubiquitin-proteasome system
dc.subject.en	lysine desert
dc.subject.pl	FBXL15
dc.subject.pl	ligaza E3 typu cullin-RING
dc.subject.pl	system ubikwityna-proteasom
dc.subject.pl	pustynia lizynowa
dc.title	Analiza stabilności i roli pustyni lizynowej w FBXL15 - podjednostce rozpoznającej substrat kompleksu ligazy cullin-RING
dc.title.alternative	Analysis of the stability and role of the lysine desert in FBXL15, the substrate recognition subunit of the cullin-RING ligase complex
dc.type	MasterThesis