Fachbereich 12 - Chemie und Pharmazie
Institut für Physikalische Chemie
Prof. Dr. H.-J. Hinz

Mechanismus und Kinetik der Proteinfaltung

Der Mechanismus der in-vivo Faltung der ribosomal erzeugten linearen Polypeptidkette ist zur Zeit noch nicht geklärt. Neuere theoretische Überlegungen schließen allerdings einen Zufallsprozeß, der den gesamten Konfigurationsraum des Makromoleküls abtastet, aus und schlagen eine trichterförmige Faltungslandschaft mit einer Mannigfaltigkeit von gleichwertigen Faltungswegen vor. Zur Klärung dieser Fragestellungen sind kinetische Studien zur Charakterisierung der Intermediärschritte auf dem Wege zur in-vitro Bildung der Tertiär- bzw. Quartärstruktur eine wichtige Basis zum grundsätzlichen Verständnis der in-vivo Prozesse. Die Existenz von faltungsfördernden Proteinen in-vivo, wie den "chaperones", beweist gerade, wie wichtig die Kontrolle instabiler Faltungsintermediate für die Erreichung der stabilen nativen Konformation ist. Als Modellsysteme untersuchen wir monomere und dimere Systeme, um mit letzteren den Einfluß der multimeren Struktur größerer Enzyme auf das Faltungsverhalten simulieren zu können. Auf- und Rückfaltungsreaktionen werden isotherm durch Konzentrationssprünge denaturierender Agentien oder der Wasserstoffionenkonzentration induziert, und die Konformationsänderung wird über spektroskopische Verfahren (CD, Fluoreszens, UV) verfolgt. Dabei wird der gesamte zugängliche Zeitbereich (ms bis h) durch stopped-flow Messungen und konventionelle Langzeitstudien abgedeckt, um den Mechanismus der Strukturbildung detailliert beschreiben zu können.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

B. Beermann, Q. Qi, B.H.A. Rehm, A. Steinbüchel

Veröffentlichungen:

B.H.A. Rehm, Q. Qi, Br.B. Beermann, H.-J. Hinz, A. Steinbüchel: Matrix-assisted in vitro refolding of Pseudomonas aeruginosa class II polyhydroxyalkanoate synthase from inclusion bodies produced in recombinant Escherichia coli, Biochemical Journal (2001), 358, 263-268