Wolfgang Behrens, Neue methodische Ansätze zur Strukturuntersuchung der Loops des Membranproteins Bakteriorhodopsin: Röntgendiffraktion mit ortsspezifisch gebundenen Schweratomen und anomale Dispersion an der Schwefel K-Kante. 102 S., 44 Abb., 9 Tab. Berlin 1996. Verlag für Wissenschaft und Bildung. DM 29,80. ISBN: 3-86135-105-6

✍ Scribed by Adelhard E. Köhler

• Publisher: John Wiley and Sons
• Year: 1997
• Tongue: English
• Weight: 69 KB
• Volume: 37
• Category: Article
• ISSN: 0233-111X
• DOI: 10.1002/jobm.3620370303

✦ Synopsis

Diese Dissertation befaljt sich mit einem wichtigen methodischen Problem: der Erweiterung von Moglichkeiten der Strukturuntersuchung an Membranproteinen. Deren ,,Loops", die die transmembranalen Helices verbinden, spielen bei Rhodopsin eine Rolle im Signaltransduktionsprozelj. Aus Strukturdaten der Loops kann man daher Hinweise auf den Funktionsmechanismus des Proteins erwarten, uber den bisher kaum etwas bekannt ist. Der Autor geht auf zwei Wegen vor: Einerseits werden in das Protein Schweratom-Marker eingebaut, deren Position mittels Rontgenbeugung bestimmt werden kann. Dabei besteht (besonders beim Einbau in helicale Bereiche) immer die Gefahr einer Strukturveranderung im Protein durch das voluminose Marker-Molekul. Deshalb ist der 2. Weg besonders interessant: Im nativen Protein vorhandene (oder durch site-directed mutagenesis gezielt eingebaute) schwefelhaltige Aminosauren (Methionin, Cystein) lassen sich mittels anomaler Rontgendispersion lokalisieren. Mit diesem Instrumentarium werden erstmalig die Loops von Bacteriorhodopsin (bR) untersucht. Methodisch bedeutsam ist dabei die Verwendung von Synchrotronstrahlung, die insbesondere bei schlecht kristallisierenden Proteinen unverzichtbar sein durfte. Dabei gelingt es, fur die Aminosauren 101, 103 und 130 die geometrischen Positionen im bR-Komplex zu ermitteln. Durch einen Vergleich mit dem Model1 von HENDERSON (das die Helices sehr gut zeigt, aber die Aminosaure noch nicht auflosen kann) entsteht ein detaillierteres Bild des bR-Molekuls, und insbesondere von dessen kurzeren Loops zwischen den Helices C/D und DIE. Analoge Informationen werden fur die Methionine M32, M56 und M209 innerhalb der Helices erhalten.

Einen wichtigen Beitrag zur Kenntnis der Funktion des bR liefert die ijbertragung der Methodik auf das M-Intermediat des bR-Photozyklus, in dem die Protonentranslokation erfolgt. Hier konnten Positionsanderungen von Aminosauren bestimmt werden, ein erster Schritt zur Aufkliimng der konformationellen Veraderungen des bR im Photozyklus. Es erscheint als sicher, dab die vorgeschlagene Methodik bis zur zeitaufgelosten Charakterisierung auch kurzerlebiger Intermediate weiterentwickelt werden kann.

Insgesamt durfte die Arbeit fur einen Mikrobiologen recht speziell sein. Sie ist aber zu empfehlen fur diejenigen, die uber die Funktion membrangebundener Proteine (besonders bR) arbeiten und dabei mit Rontgenkristallographen kooperieren mussen.

Die Ausstattung des Buchleins ist sehr gut. Druckfehler sind selten, allerding ist eine d&/das-Rechtschreibschwache signifikant.

ADELHARD E. KOHLER (Jena)