Funktionelle Charakterisierung unkonventioneller Myosine aus Dictyostelium discoideum

Myosine bilden eine große Familie von aktinbindenden Motorproteinen. In der vorliegenden Arbeit wurden neben der zellulären Lokalisierung die mechanischen und biochemischen Eigenschaften von Myosinen der Klasse I aus dem Modellorganismus Dictyostelium discoideum charakterisiert. MyoD und MyoE liegen angereichert in dynamischen Regionen des Zellcortex und an aktinreichen Membranstrukturen vor. Während der Mitose ist MyoD an Teilen des Spindelapparats und an der Kernhülle lokalisiert, die während der Zellteilung erhalten bleibt. Mit einer direkten funktionellen Methode wurde in vitro gezeigt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit von MyoB, MyoD und MyoE durch eine Phosphorylierung an der TEDS-Stelle in der Motordomäne stark bis zu sechsfach erhöht wird. Auch eine effiziente Aktinaktivierung der ATPase-Aktivität erfordert eine negative Ladung an dieser Position. Dadurch wird die Kopplung zwischen der Aktinbindung und der Freisetzung des Reaktionsprodukts Phosphat bis zu 80-fach gesteigert. Mit transientenkinetischen Messungen konnte nachgewiesen werden, daß der Aktomyosinkomplex durch die negative Ladung stabilisiert wird. Durch einen zweiten Regulationsmechanismus wird die Bewegungsgeschwindigkeit von MyoD von freien Magnesiumionen in einem physiologischen Konzentrationsbereich inhibiert, indem die Dissoziation des Hydrolyseprodukts ADP gehemmt wird. Weitere Unterschiede zwischen den drei Myosinen wurden bei den Geschwindigkeits- und Gleichgewichtskonstanten von wichtigen Schritten des ATPase-Zyklus deutlich. Die ADP-Affinität von MyoB und MyoD wird bis zu 50-fach durch Aktin erniedrigt. Im Gegensatz dazu bleibt die ADP-Affinität von MyoE auch nach der Bindung an Aktin hoch. Dadurch ist die geschwindigkeitsbestimmende Dissoziation von ADP aus dem Aktomyosinkomplex von MyoE langsamer als die von MyoB oder MyoD, was zu einer langsameren Bewegung von Aktinfilamenten führt.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2003

Author dc:creator

• Dürrwang, Ulrike

Contributors dc:contributor

• Holmes, Kenneth C.

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http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/3387

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oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:3387