Dokument: Temperaturabhängige Charakterisierung der Sauerstoff- und Effektorbindung an das Hämocyanin des Europäischen Hummers (Homarus vulgaris)

Titel:	Temperaturabhängige Charakterisierung der Sauerstoff- und Effektorbindung an das Hämocyanin des Europäischen Hummers (Homarus vulgaris)
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3662
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20070214-105629-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Pott, Ariane [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,16 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.02.2007 / geändert 14.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Grieshaber, Manfred K. [Gutachter] Prof. Dr. Bott, Michael [Gutachter]
Stichwörter:	Hämocyanin, Sauerstoff, Europäischer Hummer, ITC, Thermodynamik, Bindungsparameter, Urat, Hypoxie, Enthalpie, Temperatur
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 590 Tiere (Zoologie)
Beschreibung:	Hämocyanine sind multimere, allosterisch regulierte Proteine, die sich durch eine hoch kooperative Sauerstoffbindung charakterisieren. Zahlreiche Effektoren können die Sauerstoffaffinität des Hämocyanins beeinflussen. In dieser Arbeit wird der Einfluss der Temperatur auf die Sauerstoff- und Effektorbindung an das Hämocyanin des Europäischen Hummers (Homarus vulgaris) untersucht. Urat akkumuliert unter biotopbedingter Hypoxie in der Hämolymphe des Hummers und beeinflusst die Sauerstoffaffinität des Hämocyanins. Um dessen Bindungsstelle näher zu charakterisieren, wurden Koffein und weitere Xanthinderivate als artifizielle Effektoren in Sauerstoffbindungs- und thermodynamischen Studien verwendet. Die Bindung des Urats und der weiteren Effektoren konnte durch das Two-Set-of-Sites-Modell mit zwei allosterischen und zwei nicht-allosterischen Bindungsplätzen charakterisiert werden. Die Sauerstoffbindung an das Hämocyanin wurde mit dem Nested-MWC-Modell beschrieben. Eine Kombination der Daten ermöglichte die Einordnung der thermodynamischen Bindungsdaten in ein allosterisches Modell, das den Einfluss der Temperatur auf das Hämocyaninmolekül berücksichtigte. Eine Erhöhung der Temperatur über einen Bereich von 10 bis 30°C erniedrigt die Sauerstoffaffinität als auch die Kooperativität der Sauerstoffbindung des Hämocyanins. Urat und Koffein erhöhen die Sauerstoffaffinität des Hämocyanins, der relative Einfluss nimmt dabei mit zunehmender Temperatur für Koffein zu und für Urat ab. Urat und die weiteren Xanthinderivate erhöhen die Sauerstoffaffinität des Hämocyanins und senken die Kooperativität der Sauerstoffbindung. Urat bindet bei 10°C unter hypoxischen Bedingungen (PO2 < 1 Torr) an die Konformation tR. Die Bindung des Urats führt zu einer partiellen Umlagerung des Moleküls in die Konformation tT. Mit zunehmender Temperatur lagert sich das Hämocyaninmolekül unter hypoxischen Bedingungen in Abwesenheit der Effektoren in die Konformation tT um. Unter normoxischen Bedingungen (PO2 > 150 Torr) bindet Urat mit einer höheren Affinität an die Konformation rT. Durch eine Erhöhung der Temperatur von 10 auf 30°C lagert sich Hämocyanin in die Konformation rR um. Durch die Bindung des Urats erfolgt auch bei hohen Temperaturen ab moderaten Sauerstoffkonzentrationen (PO2 ca. 30 Torr) eine Umlagerung in die Konformation rT. Die übrigen Xanthinderivate haben keinen oder einen geringen Einfluss auf die Konformationsverteilung unter normoxischen Bedingungen. Somit resultiert der unterschiedliche relative Einfluss des Koffeins und Urats auf die Sauerstoffaffinität mit zunehmender Temperatur aus der durch das Urat initiierten Konformationsumlagerung. Die Bindung des Urats und der Xanthinderivate an das Hämocyanin ist enthalpiegetrieben. Dabei liegt die Bindung an die unter normoxischen Bedingungen dominierende Konformation in einem niedrigeren Energiebereich als die Bindung an die nicht-allosterischen Bindungsplätze. Die Änderung der Wärmekapazität ist für alle verwendeten Liganden negativ und von der Temperatur abhängig. Die mit dem Nested-MWC-Modell aufgestellte Hypothese, dass in Abhängigkeit von der Temperatur das Molekül einer Konformationsumlagerung unterliegt, konnte somit bestätigt werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	06.02.2007
Dateien geändert am:	14.02.2007
Promotionsantrag am:	11.12.2006
Datum der Promotion:	11.12.2006