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2020 | Book

Einleitung Read chapter Read first chapter

Von der Protease zur Peptidsynthase

Der Einfluss des Oxyanion-Lochs auf die reverse Proteolyse am Beispiel von Trypsin

Author: Lars Franke

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Die enzymatische Ligation von Peptid- und Proteinfragmenten stellt eine große Herausforderung dar. Unter anderem fehlen geeignete Biokatalysatoren, welche sowohl eine ausreichende Interaktion mit dem Peptidrückgrat aufweisen als auch die Knüpfung einer Peptidbindung katalysieren. Lars Franke untersucht die Möglichkeit, die hervorragenden Ligationseigenschaften der Surfactin-Thioesterase II auf anionisches Rattentrypsin II zu übertragen, welches seinerseits eine geeignete Interaktion mit dem Peptidrückgrat zeigt. Während die Katalysemechanismen beider Enzyme im Wesentlichen dem der Serinesterasen entsprechen, besteht ein Unterschied in der Architektur des Oxyanion-Lochs. Entsprechende Oxyanion-Loch-Mutanten des Trypsin wurden erzeugt, bezüglich ihrer katalytischen Eigenschaften untersucht und ihr Nutzen für enzymatische Ligationsreaktionen quantifiziert. Im Ergebnis konnte der Autor zwei Trypsinvarianten generieren, welche für die Peptidligation und die Proteinmodifizierung geeignet sind.

Der Autor

Lars Franke ist in der Entwicklung von maßgeschneiderten Enzymen für die Peptidsynthese und Proteinmodifizierung am Charles-Tannford-Proteinzentrum in Halle tätig.

Table of Contents

Frontmatter

Einleitung und Zielstellung

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
In der Rcsb Protein Data Bank sind zur Zeit 145 219 Einträge für Proteinstrukturen hinterlegt [1] und in der Braunschweig Enzyme Database (Brenda) sind mehr als 12 263 175 Einträge für Proteinsequenzen vorhanden [2]. Wenn man bedenkt, dass diese Zahlen nur einen Bruchteil der tatsächlich existierenden Proteine widerspiegeln, erstaunt es, dass im Laufe der Evolution nur das Ribosom zu deren Biosynthese entwickelt wurde. Das Ribosom übersetzt die dafür als mRNA vorliegende genetischen Information in eine Proteinsequenz.
Lars Franke
Kapitel 2. Zielstellung
Zusammenfassung
Aus dem mechanistischen Vergleich der Surfactinthioesterasedömane der nichtribosomalen Peptidsynthetase mit dem anionischen Rattentrypsin II ging hervor, dass es strukturelle Unterschiede im Bereich des Oxyanion-Loches gibt. Studien haben belegt, dass das Oxyanion-Loch der Thioesterase durch ein Doppelprolinmotiv gebildet wird. Die für die Stabilisierung des tetrahedralen Intermediates notwendige Wasserstoffbrückenbindung wird aufgrund des Iminocharakters des Prolins nicht bereitgestellt.
Lars Franke

Theoretischer Teil

Frontmatter
Kapitel 3. Theoretischer Teil
Zusammenfassung
Dieser Teil der Arbeit soll einen Einblick in die Hintergründe der durchgeführten Arbeiten geben und die daraus folgenden Arbeitsabläufe verdeutlichen. Im Gegensatz zum Abschnitt Material und Methoden (siehe 5) werden an dieser Stelle allerdings nicht die Abläufe und Bedingungen der einzelnen Experimente erläutert.
Lars Franke

Ergebnisse und Diskussion

Frontmatter
Kapitel 4. Ergebnisse und Diskussion
Zusammenfassung
In der vorliegenden Dissertation sollte die Übertragbarkeit des Oxyanionen-Lochs der Thioesterase auf Trypsin untersucht werden. Hierfür wurden entsprechende Mutationen in das Oxyanion-Loch von Trypsin eingeführt und die entstandenen Mutanten biochemisch charakterisiert. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Anwendbarkeit für die N-terminale Modifikation von Proteinen.
Lars Franke
Kapitel 5. Zusammenfassung
Zusammenfassung
Ziel dieser Arbeit war es, das Oxyanion-Loch von wt-Trypsin nach dem Modell der Thioesterase zu verändern. Die resultierenden Trypsinvarianten Q192P, G193P, D194P, Q192P/G193P, G193P/D194P und Q192P/D194P sollten daraufhin untersucht werden, ob sich durch die Veränderungen Trypsin von einer Protease in eine Transferase umwandeln lässt, welche für synthetische Zwecke verwendbar ist. Die gemachten Erkenntnisse lassen sich in drei Bereiche unterteilen: mechanistisch, synthetisch und Limitationen, welche im Folgenden zusammengefasst werden.
Lars Franke
Backmatter
Metadata
Title
Von der Protease zur Peptidsynthase
Author
Lars Franke
Copyright Year
2020
Electronic ISBN
978-3-658-30437-9
Print ISBN
978-3-658-30436-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-30437-9

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