Massenspektrometrische Untersuchungen am Tumorsuppressorprotein p53

Abstract

Das Tumorsuppressorprotein p53, auch bekannt als „Wächter des Genoms“, kontrolliert die Transkription einer Vielzahl von Genen, die zur Verhinderung der Karzinogenese dienen. P53 gehört mit einem Anteil von ca. 40% an ungeordneter Struktur zur Klasse der intrinsisch ungeordneten Proteine (IDPs), bei der die klassischen Methoden zur Strukturaufklärung von Proteinen, wie beispielsweise die Röntgenkristallographie, an ihre Grenzen stoßen. In dieser Arbeit konnte mit Hilfe von alternativen Methoden zur Strukturaufklärung von Proteinen, wie chemischen Cross-Linking in Kombination mit hochauflösender Massenspektrometrie (MS) und nativer MS gezeigt werden, dass die räumliche Anordnung der C-terminalen Domäne von einem bereits veröffentlichten Strukturmodell des p53-Tetramers abweicht und eine wesentlich kompaktere p53-Tetramerstruktur als bislang postuliert vorliegen muss. Zudem konnte ein automatisierter Arbeitsablauf zur strukturellen Proteinanalytik mittels eines MS/MS-spaltbaren Cross-Linkers etabliert werden.

The tumor suppressor protein p53 is also referred to as the “guardian of the genome“. p53 controls a large variety of genes that are involved in the prevention of carcinogenesis. p53 belongs to the intrinsically disordered proteins (IDPs) with 40% of its structure natively unfolded. IDPs frequently escape structural analysis with classical techniques, like X-ray crystallography. Chemical cross-linking in combination with high-resolution mass spectrometry (MS) and native MS presents alternative techniques for 3D-protein structure elucidation and protein-complex topology analysis. These techniques provided information about the topology of the C-terminal regulatory domain of p53 within the active p53 tetramer. Comparing cross-linking data obtained herein with a previously published tetrameric p53 model indicated a more compact tetrameric p53 structure than perceived in that model. Furthermore an automated workflow for structural proteomics was established based on a MS/MS-cleavable cross-linker.