Die Erkenntnisse, die heutzutage über Eigenschaften und das Zusammenspiel von molekularen Chaperonen im Bereich der Proteinfaltung vorliegen, beruhen zu einem großen Teil auf Untersuchungen an Organismen aus dem Bereich der Eukaria und Bakteria. Das Spektrum der Chaperone innerhalb der Domäne der Archaea ist dagegen wesentlich weniger untersucht. Die Organismen Methanobakterium thermoautotrophicum und Methanosarcina mazei gehören zu den ersten Vertretern der Archaea deren Genome sequenziert wurden. Dies ermöglichte somit eine Untersuchung der an der Proteinfaltung beteiligten Faktoren. Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit einer detaillierten biochemischen sowie funktionellen Analyse von Gim-Proteinen, aus denen sich das Chaperon MtGimC in dem Archaeon M.thermoautotrophicum zusammensetzt. Es konnte hier auf Grund der Ergebnisse erstmals nachgewiesen werden, dass sich sämtliche bisher sequenzierte Gim-Proteine (aller Organsimen)in zwei Klassen gruppieren lassen, die stark konserviert sind. Die biochemischen Studien ergaben, dass GimC ein hexamerer Komplex aus zwei alpha-Untereinheiten und vier beta-Untereinheiten ist. Die hier vorgestellten Daten zur funktionellen Untersuchung dieses neuen archaeellen Chaperons ergaben, dass MtGimC ein breites Spektrum ungefalteter Proteine stabilisiert. Die durch MtGimC stabilisierten Substrate können entweder auf ein Gruppe I oder ein Gruppe II Chaperonin übertagen werden. Zugabe von ATP führt dann zu einer korrekten Faltung. Inhalt des zweiten Teiles der hier vorliegenden Arbeit ist eine ausführliche biochemische und funktionelle Untersuchung eines erstmalig in Archaea nachgewiesenen Gruppe I Chaperonins. Es konnte gezeigt werden, dass das Guppe I Chaperonin MmGroEL und der Kofaktor MmGroES aus M. mazei stark konservierte Proteine sind. Biochemische Daten zeigten, dass beide Proteine aus oligomeren Komplexen bestehen, die aus identischen Untereinheiten aufgebaut sind. MmGroEL hat eine breite Chaperon-Aktivität indem es ungefaltetes Substrat bindet. Allerdings weist MmGroEL eine niedrige ATPase-Aktivität auf und vermittelt daher in vitro eine effiziente Rückfaltung denaturierter Proteine nur unter bestimmten Bedingungen. So erlaubt im Fall des Substrates Malat Dehydrogenase nur eine Zugabe von Ammoniumsulfat die physiologisch notwendige Einkapselung des Substrates in die cis-Kavität. Die in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Ergebnisse machen deutlich, dass die Untersuchung der Konzepte und Mechanismen molekularer Chaperone im Bereich der Archaea von Bedeutung sind, um analoge Mechanismen in Eukaria und Bakteria zu verstehen. Die Besonderheit der Methanosarcinales, nämlich die Koexistenz beider Chaperonin-Systeme im gleichen zellulären Kompartiment, bietet nun neue Perspektiven, die Substratspezifität beider Chaperone zu untersuchen.
«
Die Erkenntnisse, die heutzutage über Eigenschaften und das Zusammenspiel von molekularen Chaperonen im Bereich der Proteinfaltung vorliegen, beruhen zu einem großen Teil auf Untersuchungen an Organismen aus dem Bereich der Eukaria und Bakteria. Das Spektrum der Chaperone innerhalb der Domäne der Archaea ist dagegen wesentlich weniger untersucht. Die Organismen Methanobakterium thermoautotrophicum und Methanosarcina mazei gehören zu den ersten Vertretern der Archaea deren Genome sequenziert wurd...
»
Login
BibTeX