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F Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde die Substratspezifität der bakteriellen Toxine CNF1, DNT

und der eukaryoten Gewebstransglutaminase für die Substrate RhoA, Rac1, Cdc42, RhoB,

RhoC, TC10, RhoG und RhoD untersucht. Mit Hilfe einer Transglutaminierungsreaktion und

der Bestimmung der Ammoniakfreisetzung wurden diese Rho-Proteine daraufhin getestet, ob

sie Substrate von CNF1, DNT und der Gewebstransglutaminase sind. Zur Identifizierung von

Aminosäuren, die für die Substraterkennung relevant sind, wurden gezielt die Aminosäuren in

den Rho-Proteinen ausgetauscht, durch die sich Substrate und „Nicht-Substrate“

unterschieden.

Die Ergebnisse zeigen, dass RhoA, Rac1, Cdc42, RhoB, RhoC und TC10 durch DNT

transglutaminiert und durch CNF1 deamidiert werden. RhoD wird durch DNT und CNF1

weder transglutaminiert noch deamidiert. RhoG wird durch DNT und CNF1 nicht

transglutaminiert, aber es wird durch CNF1 deamidiert.

Die Versuche mit RhoA-Mutanten zeigen, dass Glutamat 64 und Aspartat 65 zu den

Aminosäuren gehören, die für die Transglutaminierung durch DNT und CNF1 notwendig

sind. Prolin 71 ist außerdem für die Transglutaminierung durch DNT essentiell, und Glutamat

64 spielt auch für die Deamidierung durch CNF1 eine Rolle.

Es wurde weiterhin gezeigt, dass die Einführung von Glutamat an Position 76 in RhoD

ausreicht, um die Transglutaminierung durch CNF1 und DNT zu ermöglichen.

Diese Ergebnisse belegen, dass einzelne Aminosäuren in den Rho-GTPasen entscheidend für

die Substraterkennung durch CNF1 bzw. DNT sind.

Weiterhin wurde gezeigt, dass die Gewebstransglutaminase RhoA, RhoB, RhoC, TC10, RhoG

und RhoD modifiziert. Cdc42 und Rac1 sind keine Substrate der Gewebstransglutaminase.

Der Austausch der Aminosäuren 137 und 140 in RhoA durch die entsprechenden

Aminosäuren von Cdc42 führte nicht zu einer Verminderung der Transglutaminierung von

RhoA durch die Gewebstransglutaminase. Glutamat 137 und Lysin 140 liegen in einer Region

von RhoA, die der so genannten Transglutaminase-Konsensus-Sequenz ähnlich ist. Diese

Befunde weisen darauf hin, dass die Aminosäuren 137 und 140 in RhoA nicht für die

Substraterkennung durch die Gewebstransglutamninase notwendig sind, und dass die

Determinanten der Substraterkennung durch die Gewebstransglutaminase nicht strikt auf die

Transglutaminase-Konsensus-Sequenz zurückgeführt werden können.

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