Das Gen-3-Protein filamentöser Phagen als Modellsystem zur Untersuchung von Proteinstabilität, Faltungsmechanismen und Prolylisomerisierung
type: CreativeWork
description: Proteine sind die funktionstragenden Moleküle in lebenden Zellen und ihre pharmazeutische und biotechnologische Anwendung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Um ihre Funktion zu erlangen, müssen Proteine falten und die gefaltete Struktur möglichst lange beibehalten. Die Faltungsmechanismen und die Grundlagen der konformationellen Stabilität von Proteinen zu verstehen, ist daher eines der zentralen Ziele der biophysikalischen und biochemischen Forschung. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand das Gen-3-Protein des Phagen fd. Sein Faltungsmechanismus ist aufs Engste mit seiner biologischen Funktion verknüpft, und es ist ein Modellsystem für die Untersuchung von Proteinfaltung, -stabilität und Prolylisomerisierung. Die isolierte N2-Domäne des Gen-3-Proteins im Mittelpunkt der Arbeit. Dabei zeigte sich, dass in der nativen N2-Domäne ein cis/trans-Gleichgewicht an Pro161 existiert, das entscheidend für die Stabilität und Faltung des Proteins ist. Solche Heterogenitäten an Prolinresten werden als potentiell wichtige regulatorische Schalter in biologischen Systemen diskutiert, konnten aber bislang kaum untersucht werden. Während der Faltung von N2 wird der cis-Anteil an Pro161 von 7 % im denaturierten Protein auf 89 % im nativen Protein erhöht, was einem Energieaufwand von 10 kJ mol-1, der Hälfte der insgesamt verfügbaren Konformationsenergie des nativen Protein, entspricht. Um diese Kopplung auf molekularer Ebene zu verstehen, wurde die lokale Sequenzumgebung von Pro161 systematisch variiert. In der cis-Form zeigte die Schleife um Pro161 eine definierte native Konformation. Die energetische Kopplung zwischen der cis-Form an Pro161 und den Faltblattsträngen ist dabei schon im Übergangszustand der Faltung voll ausgebildet. In der trans-Form hingegen ist die Schleife entfaltet, und es besteht keine energetische Kopplung mit dem Beta-Faltblatt. Die Beiträge der einzelnen Bereiche der N2-Domäne zur Struktur und zur Energetik des Übergangszustands der Faltung wurde mit Hilfe einer Phi-…
abstract: Proteine sind die funktionstragenden Moleküle in lebenden Zellen und ihre pharmazeutische und biotechnologische Anwendung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Um ihre Funktion zu erlangen, müssen Proteine falten und die gefaltete Struktur möglichst lange beibehalten. Die Faltungsmechanismen und die Grundlagen der konformationellen Stabilität von Proteinen zu verstehen, ist daher eines der zentralen Ziele der biophysikalischen und biochemischen Forschung. Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand das Gen-3-Protein des Phagen fd. Sein Faltungsmechanismus ist aufs Engste mit seiner biologischen Funktion verknüpft, und es ist ein Modellsystem für die Untersuchung von Proteinfaltung, -stabilität und Prolylisomerisierung. Die isolierte N2-Domäne des Gen-3-Proteins im Mittelpunkt der Arbeit. Dabei zeigte sich, dass in der nativen N2-Domäne ein cis/trans-Gleichgewicht an Pro161 existiert, das entscheidend für die Stabilität und Faltung des Proteins ist. Solche Heterogenitäten an Prolinresten werden als potentiell wichtige regulatorische Schalter in biologischen Systemen diskutiert, konnten aber bislang kaum untersucht werden. Während der Faltung von N2 wird der cis-Anteil an Pro161 von 7 % im denaturierten Protein auf 89 % im nativen Protein erhöht, was einem Energieaufwand von 10 kJ mol-1, der Hälfte der insgesamt verfügbaren Konformationsenergie des nativen Protein, entspricht. Um diese Kopplung auf molekularer Ebene zu verstehen, wurde die lokale Sequenzumgebung von Pro161 systematisch variiert. In der cis-Form zeigte die Schleife um Pro161 eine definierte native Konformation. Die energetische Kopplung zwischen der cis-Form an Pro161 und den Faltblattsträngen ist dabei schon im Übergangszustand der Faltung voll ausgebildet. In der trans-Form hingegen ist die Schleife entfaltet, und es besteht keine energetische Kopplung mit dem Beta-Faltblatt. Die Beiträge der einzelnen Bereiche der N2-Domäne zur Struktur und zur Energetik des Übergangszustands der Faltung wurde mit Hilfe einer Phi-…
author: Jakob, Roman
date published: 2009-08-14
date modified: 2026-07-27T18:49:16Z
provider: Universität Bayreuth
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Universität Bayreuth