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E Diskussion

Der Zytotoxische Nekrotisierende Faktor 1 (CNF1) und das Dermonekrotische Toxin (DNT)

sind zwei bakterielle Exotoxine, die von Escherichia coli bzw. Bordetella bronchiseptica als

Virulenzfaktoren produziert werden. Die Gewebstransglutaminase ist ein Enzym, das im

Körper ubiquitär vorkommt und verschiedene Proteine posttranslational modifiziert. Die drei

Enzyme haben gemeinsam, dass sie die Rho-GTPasen RhoA, Cdc42 und Rac1 kovalent

modifizieren (Lerm, 1999b; Masuda, 2002). Dabei katalysieren sie die zwei Reaktionen

Transglutaminierung und Deamidierung (Abb. E1).

Abb. E1: Modifizierung der Rho-GTPasen durch DNT, CNF1 und tTG

Die drei Enzyme DNT, CNF1 und tTG katalysieren zum einen die Transglutaminierung, bei der ein primäres

Amin an einen Glutaminrest gehängt wird. Zum anderen katalysieren sie die Deamidierung, bei der an einem

Glutaminrest NH

gegen eine Hydroxylgruppe ausgetauscht wird. Bei beiden Reaktionen entsteht Ammoniak.

Zu Beginn der Arbeit war nicht bekannt, ob CNF1, DNT und die Gewebstransglutaminase

auch andere Rho-GTPasen modifizieren. Die Substratspezifität der drei Enzyme für die Rho-

GTPasen RhoB, RhoC, RhoG, RhoD und TC10 wurde in dieser Arbeit untersucht. Die

Versuche dienten dazu, die biologischen Eigenschaften der Rho-GTPasen und der Enzyme

CNF1, DNT und Gewebstransglutaminase genauer zu charakterisieren.

Zunächst wurde ermittelt, welche Rho-GTPasen Substrate sind, und ob sich DNT, CNF1 und

die Gewebstransglutaminase in ihrer Substratspezifität unterscheiden. Dabei wurde sowohl

die Transglutaminierung als auch die Deamidierung untersucht. Durch Vergleich der

Aminosäuresequenzen und durch Aminosäureaustausch wurden Aminosäuren identifiziert,

die für die Substratspezifität entscheidend sind.

NH2NH2

tTG

DNT

CNF1

Transglutaminierung

Deamidierung

tTG

DNT

CNF1

1 2 ... 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 ... 93 94

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