Strukturelle und biophysikalische Analyse von Adhäsionsdomänen des Flo11-Typs aus Ascomyceten

Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae verfügt über eine Reihe zellwand-verankerter Proteine, die für Zell-Zell bzw. Zell-Oberflächenkontakte zuständig sind. Diese Adhäsine oder Flokkuline genannten Proteine zeigen übereinstim-mend einen Aufbau aus A-, B- und C-Domäne, wobei die N-terminale A-Domän...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Kraushaar, Timo
Beteiligte: Essen, Lars-Oliver (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2016
Chemie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae verfügt über eine Reihe zellwand-verankerter Proteine, die für Zell-Zell bzw. Zell-Oberflächenkontakte zuständig sind. Diese Adhäsine oder Flokkuline genannten Proteine zeigen übereinstim-mend einen Aufbau aus A-, B- und C-Domäne, wobei die N-terminale A-Domäne für die Substratbindung zuständig ist. Die Adhäsine können grob in zwei Gruppen unterteilt werden, den PA14-Typ und den Flo11-Typ. Der PA14-Typ beinhaltet die Flokkuline Flo1, Flo5, Flo9, Flo10 und hat kennzeichnend die PA14-Domäne als Kernstruktur. Der Flo11-Typ dagegen bildet eine eigene eine eigene Pfam Familie (PF10182) und zeigt keine Homologie zu der PA14 Proteinfamilie. Die Flo11 vermittelten Phänotypen aus Saccharomyces cerevisiae zeigen eine große Diversität (Biofilme, Flokkulation, Flor-Bildung, Filamente), haben aber als gemeinsames Merkmal die Zell-Zell bzw. Zell-Oberflächen-Adhäsion. In dieser Arbeit konnte die Kristallstruktur der Flo11A Domäne aus S. cerevisiae S288C (ScFlo11A) und K. pastoris GS115 (KpFlo11A1) gelöst werden. Trotz einer geringen Sequenzidentität von 30 % zeigen beide Flo11A Domänen eine konservierte 3D-Struktur mit einer Fibronectin Typ III Domäne als Kernstruktur. Anders als die Flokkuline des PA14-Typs bindet die Flo11A Domäne keine Zuckerliganden, sondern vermittelt homotypische Flo11A-Flo11A Interaktionen über oberflächenexponierte aromatische Reste (Tryptophan und Tyrosin). Diese sind eingebettet in Gruppen von sauren Resten (Aspartat und Glutamat), sodass eine homotypische Bindung nur stattfinden kann, wenn die Domänen nahezu elektrisch neutral vorliegen. Die daraus resultierende pH-Abhängigkeit der Interaktion bildet die molekulare Grundlage der Zell-Zell-Adhäsion von Hefen untersauren Bedingungen. Mit Hilfe der Oberflächenplasmonresonanz (SPR) wurden für die beiden homotypischen Flo11A-Flo11A Interaktionen (ScFlo11A-ScFlo11A und KpFlo11A1-KpFlo11A1) KD-Werte von 20 bzw. 30 µM bei pH 5,5 bestimmt. Die heterotypische ScFlo11A-KpFlo11A Interaktion zeigte dagegen eine KD von 121 µM. Die verminderte Affinität zeigte sich vor allem in der Assoziation (kon), während die Dissoziation (koff) bei allen Inter-aktionen ähnlich war. Mit Hilfe struktureller und biophysikalischer Methoden konnte so der ungewöhnliche Adhäsionsmechanismus der Flo11A-Flo11A Interaktion aufgeklärt werden.
Beschreibung:213 pages.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2016.0221