Dokument:
Untersuchungen über die Rolle der Untereinheit gamma im Mechanismus
der Energietransduktion in der Escherichia coli ATP-Synthase
| Titel: | Untersuchungen über die Rolle der Untereinheit gamma im Mechanismus der Energietransduktion in der Escherichia coli ATP-Synthase | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2109 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20010209-000109-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Rost, Marco [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Strotmann, Heinrich [Gutachter] Prof. Dr. Westhoff, Peter [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | F0F1, ATPase, ATP-Synthese, Mutagenese, Phosphorylierung, Kopplungmutagenesis, ATP, F0F1, coupling | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibung: | Die F0F1-ATP-Synthase aus E. coli nutzt das chemiosmotische Potential von Protonen, die entlang eines Gradienten durch den membranintegralen F0-Teil strömen, um aus ADP und anorganischem Phosphat am peripheren F1 -Teil ATP zu synthetisieren. Beide Prozesse sollen durch die Rotation der Untereinheit gamma innerhalb des Enzyms reversibel miteinander gekoppelt sein. Die beiden Enden der Untereinheit gamma erstrecken sich vom Zentrum des F1 bis zum F0 als zwei lange, umeinander gewundenen alpha-Helices, die als Rotationsachsen prädestiniert scheinen. Ihre helicale Struktur wurde in dieser Arbeit durch Einbau von Prolinen und Glycinen gestört. Der Einbau des alpha-Helix-Brechers Prolin beeinträchtigt bei zwei Mutationen (gS34P, gA236P) die Enzymfunktion nicht nennenswert. Sie liegen an der Kontaktfläche der beiden Helices, deren gegenseitige Stabilisierung die Strukturstörung möglicherweise kompensieren kann. Die Mutationen gS34G und gA236G sowie Austausche des Restes gV13 zeigen Störungen der Protonentranslokation und der ATP-Hydrolyse, die die funktionelle Bedeutung der Helix-Interaktionen unterstreichen. Membranvesikel mit den ATPase-Mutanten gE238P und gR242P können weder ATP synthetisieren, noch durch ATP-Hydrolyse einen DpH aufbauen. Dies ist nicht auf den Verlust der negativen (E) bzw. positiven Ladungen (R) zurückzuführen, da die hydrophoben Substitutionen gE238I und gR242L funktionell nur geringe Beeinträchtigungen zur Folge haben. Die weitere Charakterisierung der Prozesse der ATP-Hydrolyse in den Mutanten gE238P und gR242P zeigt keine gravierende Veränderung der katalytischen Reaktion. Die Hydrolyse von ATP führt jedoch zu keinem DeltapH. Die Bindung von ATP erhöht die Protonenpermeabilität des F0-Teilkomplexes, vermutlich durch das am Enzym gebildete ADP und Phosphat. Dies erklärt, warum trotz ATP-Hydrolyse und möglichen H+-Transport über die Membran kein Gradient aufgebaut wird. Ein DpH kann aber aufgebaut werden, wenn eine zusätzliche Triebkraft in Form eines K+-Potentials zur Verfügung steht. Die Ergebnisse lassen sich mit einem Ventilmodell erklären, in dem die Bindung von ADP und Phosphat den sonst verschlossenen Protonenkanal im F0 vorübergehend öffnet. In den Mutanten gE238P und gR242P würde das Protonen-Ventil zwar richtig geöffnet, aber unvollständig geschlossen. Dieser Ventil-Mechanismus wäre sehr effektiv, um den DeltapH mit hohem Wirkungsgrad für die Phosphorylierung zu nutzen. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.02.2001 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 09.02.2001 | |||||||
| Datum der Promotion: | 09.02.2001 |
