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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.25673/3546
Title: Charakterisierung von Einzelbindungs-Konformationsänderungen in Polypeptiden durch chemische Modifikation und Enzymkatalyse
Author(s): Wildemann, Dirk
Granting Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Issue Date: 2004
Extent: Online-Ressource, Text + Image
Type: Hochschulschrift
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Publisher: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
URN: urn:nbn:de:gbv:3-000007737
Subjects: Elektronische Publikation
Zsfassung in engl. Sprache
Abstract: Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Synthese chemisch modifizierter Peptide, mit deren Hilfe eine Charakterisierung von Einzelbindungs-Konformationsänderungen in Polypeptiden erfolgen und deren Bedeutung bei der Steuerung fundamentaler Lebensprozesse in der Zelle untersucht werden sollte. Der erste Teil der Dissertation beschreibt die Synthese chemisch modifizierter Derivate des Enzyms Ribonuclease S (RNase S) in denen gezielt, jeweils an einer ganz bestimmten Position im Protein, das Sauerstoffatom der Peptidbindung gegen ein Schwefelatom ausgetauscht wurde. Die daraus resultierende Bindung, die als Thioxopeptidbindung bezeichnet wird, liegt in einer zur Peptidbindung analogen räumlichen Struktur vor und erlaubt, auf Grund ihre besonderen UV- und CD- spektroskopischen Eigenschaften, eine gezielte Charakterisierung von Strukturänderungen die an dieser einzelnen Peptidbindung während der Proteinfaltung ablaufen. Solche Untersuchungen könnten eine große Bedeutung zur Aufklärung von Proteinfaltungsmechanismen erlangen. Da die Konformation einer Thioxopeptidbindung mit Hilfe von Licht zwischen zwei Konformeren, dem cis- und trans- Isomer, geschalten werden kann, wurde darüber hinaus gezeigt, dass sich eine Thioxopeptidbindung auch als photoschaltbares Element der Aktivität eines Proteins eignet. Diese Untersuchungen sind besonders interessant, da photoschaltbare Proteine als Werkzeuge für zellbiologische Untersuchungen, z.B. zur Aufklärung der Regulation von Signaltransduktionswegen, dienen könnten. Der zweite Teil der Dissertation beschreibt die Synthese hoch affiner Inhibitoren der Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerase (PPIase) Pin1. Das Enzym katalysiert mit hoher Effizienz Konformationsänderungen von Ser(PO3H2)/Thr(PO3H2)-Pro- Motiven in entsprechenden Proteinen und ist u.a. an der Entstehung der Alzheimer bzw. verschiedener Krebs-Erkrankungen beteiligt. Durch Mikroinjektionen dieser Inhibitoren in Embryonen des Krallenfroschs Xenopus laevis konnte die Bedeutung der PPIase-Aktivität des Pin1 für die Embryonalentwicklung von Xenopus laevis untersucht werden.
The presented dissertation deals with the synthesis of chemical modified peptides which are suitable for characterization of conformational changes in polypeptides on the single-bond level and for an evaluation of the relevance of these structural changes for regulation of fundamental living processes in the cell. The first part describes the synthesis of chemical modified derivatives of the enzyme Ribonuclease S (RNase S) in which at one defined position the oxygen atom of the peptide bond was substituted by sulphur. The resulting thioxopeptide bond is an isosteric surrogate of the normal peptide bond and has extraordinary UV and CD spectroscopic properties which allow a selective detection of structural changes at this labelled peptide bond during protein folding. This kind of examinations could be very important for investigation of protein folding pathways. Because of the fact that a thioxopeptide bond can be photoswitched between to conformations, the cis and trans isomer, it has also been shown that thioxopeptide bonds are suitable to create proteins which activity can be regulated by light. These results are very important because photoregulated proteins could be used as tools in cell biological experiments, e. g. for detailed analysis of signal transduction events. The second part of the dissertation describes the synthesis of high affinity inhibitors of the Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerase (PPIase) Pin1. Pin1 catalyzes conformational changes (cis/trans isomerization) of Ser(PO3H2)/Thr(PO3H2)-Pro motives in corresponding proteins and is involved in development of the Alzheimer disease and different kinds of cancer. By microinjection of these inhibitors in fertilized eggs of Xenopus laevis the relevance of the PPIase activity of Pin1 for cell cycle regulation and the embryonic development of Xenopus laevis could be evaluated. Because of the biological significance of Pin1 a specific inhibition of this enzyme provides a valuable tool for further investigation as well as a potential drug for medical treatment of cancers associated with increased Pin1 activity.
URI: https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/10331
http://dx.doi.org/10.25673/3546
Open Access: Open access publication
Appears in Collections:Hochschulschriften bis zum 31.03.2009

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