Authors: Huber, Silke Katrin
Title: Kristallographische und biophysikalische Untersuchungen der kleinen GTPase Rab4a und ihres Effektors Rabaptin-5
Language (ISO): de
Abstract: Das kleine GTP-bindende Protein Rab4a gehört zu der Familie der Rab-Proteine, die bei der Regulation des vesikulären Transportes eine wichtige Rolle als molekulare Schalter übernehmen. Grundlage ihrer Schalterfunktion ist ein Wechsel zwischen der aktiven, GTP-gebundenen und inaktiven, GDP-gebundenen Form, die durch regulatorische Proteine moduliert wird.Die Weitergabe der durch die Rab-Proteine übermittelten Signale geschieht über die Interaktion mit spezifischen Effektoren, die an die GTP-Form der Rab-Proteine binden. Die Wechselwirkung zwischen Rab-Protein und Effektor wird durch die Hydrolyse des gebundenen GTP beendet. Die Rab-Proteine zeigen eine breite Varianz der intrinsischen Hydrolyseraten, die durch die hochkonservierten, an der Nukleotidbindung beteiligten Aminosäuren nicht erklärt werden kann.Ziel dieser Arbeit war die strukturelle Charakterisierung von Rab4a in der GTP- und der GDP-Form, um zu einem besseren Verständnis der Hydrolysemodulation auf molekularer Ebene beizutragen und den Vergleich mit anderen GTP-bindenden Proteinen zu ermöglichen. Desweiteren sollte die Wechselwirkung von Rab4a mit den Rab4-bindenden Domänen des Effektors Rabaptin-5 charakterisiert und röntgenkristallographisch untersucht werden. Pull-down assays und Gelfiltrationsanalysen zeigen, daß der C-Terminus von Rab4 von entscheidender Bedeutung für die Interaktion mit Rabaptin-5 ist.Diese Ergebnisse wurden durch single-turnover-Hydrolyseexperimente bestätigt.Die Struktur von Rab4a konnte in der GppNHp (GTP-Analogon)- und der GDP-Form in hoher Auflösung bestimmt werden. Die Struktur der GppNHP-Form von Rab4 ähnelt den bereits bekannten Strukturen anderer Rab-Proteine. Die Struktur der GDP-Form von Rab4 enthält kein koordinierendes Magnesiumion und ist damit das erste bekannte Beispiel für eine Rab-Struktur in der magnesiumfreien, GDP-gebundenen Form. Die fehlenden Interaktionen des Magnesiumions mit dem Nukleotid werden durch neue Wechselwirkungen kompensiert, die ähnlich in der Struktur der kleinen GTPase RhoA im magnesiumfreien, GDP-gebundenem Zustand beobachtet wurden.
Subject Headings: Proteinkristallographie
Rab4a
Rabaptin-5
Rab-Superfamilie
URI: http://hdl.handle.net/2003/5567
http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-14829
Issue Date: 2004-02-27
Provenance: Universität Dortmund
Appears in Collections:Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie

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