Struktur-Funktions-Beziehung der ADP-Ribosyltransferase Clostridium botulinum C2-Toxin

Das Aktin ADP-ribosylierende Clostridium botulinum C2-Toxin ist ein binäres Toxin, das aus der Bindungskomponente C2II und der enzymatischen Komponente C2I besteht. C2I ADP-ribosyliert G-Aktin und depolymerisiert so das Aktinzytoskeletts. In der vorliegenden Arbeit wurde die Struktur-Funktions-Beziehung von C2I mittels zielgerichteter Mutagenese von Aminosäuren, die in verschiedenen ADP-Ribosyltransferasen konserviert sind, untersucht. <br> <br>Der Austausch von Glu389 mit Glutamin verursachte den Verlust der ADP-Ribosyltransferase- und der NAD+-Glykohydrolaseaktivität von C2I. Dahingegen bewirkte der Ersatz von Glu387 durch Glutamin den Verlust der ADP-Ribosyltransferaseaktivität, hatte jedoch keinen wesentlichen Einfluß auf die NAD+-Glykohydrolaseaktivität. Während sich die Doppelmutante C2I E387/389Q unter UV-Bestrahlung nicht mit [Carbonyl-14C]-NAD+ markieren ließ, war eine Inkorporierung der radioaktiven Markierung sowohl bei C2I E387Q als auch bei C2I E389Q nur leicht reduziert. <br> <br>Der Austausch des in vielen Mono-ADP-Ribosyltransferasen konservierten STS-Motivs führte zum Verlust der Transferaseaktivität bei C2I S348A, bewirkte jedoch nur eine Reduktion bei den Mutanten C2I S347A, C2I T349V und C2I S350A. Der Austausch von Arg299 und Arg300 mit Lysin löschte die Transferaseaktivität nur in C2I R299K aus, während C2I R300K weiterhin eine deutliche Transferaseaktivität aufwies. <br> <br>Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß es sich bei dem Glu389 um das hochkonservierte 'katalytische' Glutamat der ADP-Ribosyltransferasen handelt. Desweiteren scheint die in Arginin-spezifischen Mono-ADP-Ribosyltransferasen vorhandene zusätzliche Glutaminsäure, die im C2I dem Glu387 entspricht, eine entscheidende Rolle für die ADP-Ribosyltransferaseaktivität zu haben. <br> <br>Mit Ser348 und Arg299 wurden zwei weitere hochkonservierte Aminosäuren identifiziert, die essentiell für die Funktion der Mono-ADP-Ribosyltransfersen sind.

Author dc:creator

• Preiß, Jan

Contributors dc:contributor

• Aktories, Klaus

• NAD-ADP-ribosyltransferase
• Botulinum-C2-Toxin
• site-directed mutagenesis
• protein expression
• structure-function analysis

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