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Originaltitel:
Structural Requirements for Activation and Membrane Binding of Human µ-Calpain 
Übersetzter Titel:
Strukturelle Anforderungen für die Aktivierung und Membranbindung vom Humanen µ-Calpain 
Jahr:
2004 
Dokumenttyp:
Dissertation 
Institution:
Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan 
Betreuer:
Machleidt, W. (Prof. Dr.); Skerra, A. (Prof. Dr.) 
Gutachter:
Machleidt, W. (Prof. Dr.); Skerra, A. (Prof. Dr.) 
Format:
Text 
Sprache:
en 
Fachgebiet:
CHE Chemie 
Stichworte:
calpain; calcium-dependent protease; activation mechanism; electrostatic interactions; conformational changes; membrane binding 
Übersetzte Stichworte:
Calpain; Calcium-abhängige Protease; Aktivierungsmechanismus; elektrostatische Wechselwirkungen; Konformationsänderungen; Membranbindung 
TU-Systematik:
CHE 832d; CHE 887d 
Kurzfassung:
Calpains are cysteine proteases showing a unique dependency on Ca2+ for activity. The µ- and m- isoforms are activated in vitro by micro- and millimolar Ca2+ concentrations, respectively. Based on the crystal structure of m-calpain, a negatively charged loop in domain III was proposed to be a Ca2+-sensitive switch regulating activation through electrostatic interactions with the catalytic domain and with cellular membranes. In order to study the role of this structural motif, several acidic residues of the loop were substituted by alanine in µ-calpain. Ca2+-dependent activation and membrane binding properties of the mutants were determined by means of enzyme kinetic, fluorescence- and SPR-spectroscopy measurements. Concomitantly, the effect of domain V autoproteolysis on both events was investigated. Based on these studies, a model for activation and membrane binding of calpain was proposed. 
Übersetzte Kurzfassung:
Calpaine sind Cysteinproteasen, deren Aktivität Ca2+-abhängig ist. Die µ- und m-Isoformen, werden in vitro durch mikro- bzw. millimolare Ca2+-Konzentrationen aktiviert. Eine negativ geladene Schleife in der Domäne III wurde anhand der Kristallstruktur des m-Calpain als Ca2+-empfindlicher Schalter vorgeschlagen, der durch elektrostatische Wechselwirkungen mit der katalytischen Domäne sowie mit der Zellmembran die Aktivierung regulieren könnte. Um die Rolle dieses Strukturmotivs zu untersuchen, wurden mehrere Mutanten des µ-Calpains gentechnisch hergestellt, in denen saure Aminosäuren der Schleife durch Alanin ersetzt waren. Ihr Ca2+-abhängiges Aktivierungs- und Membranbindungsverhalten wurde anhand der Enzymkinetik sowie mittels Fluoreszenz- und SPR-Spektroskopie bestimmt. Parallel dazu wurde untersucht, wie die Autoproteolyse der Domäne V diese beiden Phänomene beeinflusst. Darauf basierend wird ein Modell für die Aktivierung und Membranbindung der Calpaine vorgeschlagen. 
Veröffentlichung:
Universitätsbibliothek der TU München 
Mündliche Prüfung:
18.11.2004 
Schlagworte:
Calpaine Aktivierung Chemische Bindung Membran 
Dateigröße:
8010807 bytes 
Seiten:
192 
Letzte Änderung:
13.03.2006