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dc.contributor.advisor Sheldrick, George M. Prof. Dr. de
dc.contributor.author Biadene, Marianna de
dc.date.accessioned 2006-11-06T15:07:23Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T10:36:59Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:24Z de
dc.date.issued 2006-11-06 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AC83-C de
dc.description.abstract In dieser Arbeit wird die hochaufgelöste (0.82 Å) Struktur der Aldose-Reduktase (ein Enzym, welches am polyol Stoffwechselweg beteiligt ist) vorgestellt. Das Ziel der Arbeit war eine sorgfältige Überprüfung des Modells mit Schwerpunkt auf Merkmale, die nur bei hoher Auflösung erkennbar sind. Daten von atomarer Auflösung erlaubten die Modellierung mehrerer verschiedener Konformationen als in früher bestimmten Strukturen, sowie eine Verbesserung der Übereinstimmung von Modell und Daten. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Liste der disagreeable restraints gewidmet: einige kamen wahrscheinlich durch falsche restraints zustande, während andere reale Merkmale der Struktur sind, die nur bei hoher Auflösung sichtbar werden. Diese Beobachtungen könnten verwendet werden, um sowohl eine neue restraints library zu erstellen, als auch um die Molekülstruktur und funktion im Detail zu erklären. Das interessanteste Merkmal des Modells ist die Sicherheitsgurtschleife , die in zwei eigenständigen Konformationen sichtbar ist, der allgemeinen geschlossenen und einer zum Teil geöffneten Konformation (welche möglich ist, weil sich das Enzym in ein post-reaktivem Zustand befindet). Die Aufhebung einer Wechselwirkung genügt, um die Freisetzung des Kofaktors zu bewirken und die Sicherheitsgurtschleife zu öffnen. Die sorgfältige Untersuchung verschiedener hochaufgelöster Aldose-Reduktase Strukturen ergab eine Domänenbewegung die "Zangenbewegung" genannt wurde: die oberen und unteren Schleifen nähern sich dabei an oder entfernen sich voneinander, während das β-barrel starr bleibt. Diese Bewegung könnte mit dem post-reaktiven Zustand des Enzyms und der Freisetzung des Kofaktors zusammenhängen.Weiterhin wird die Kristallstruktur der Ca2+-freien C2A-Domäne von Rabphilin3A (einem neuronalen Protein, das am synaptischen Vesikelzyklus beteiligt ist und dessen genaue biologische Funktion noch ungeklärt ist) bei einer Auflösung von 1.92 Å vorgestellt. Die Struktur besitzt eine Typ1-Topologie und ist durch ein achtsträngiges antiparalleles β-Sandwich charakerisiert. Die elektrostatische Oberfläche ist sehr basisch und weist große Ähnlichkeiten zur C2B-Domäne des Rabphilin3A auf. In der C2A-Domäne des Rabphilin3A wurden zwei strukturelle Merkmale, die durch Unterschiede zur Konsensussequenz zustande kommen, gefunden: eine abweichende Position der Kalziumbindungsschleife 1 (CBL1), wodurch eine deutliche räumliche Verlagerung des konservierten, an der Ca2+-Bindung beteiligten Restes Asp413 verursacht wird, und die Anwesenheit des Restes Glu475 (im DED-Motiv), durch welchen eine lokale negative Ladung nahe der Ca2+-Bindungstelle entsteht. Im Vergleich zu anderen C2 Domänen weist die Struktur andere Merkmale auf, was ein Hinweis auf eine neue Funktion dieser Domäne sein könnte.Im letzten Kapitel werden Überprüfungen mittels einer neuen SHELXL Version, in der ein restraint an ADP gelegt wurde, gezeigt. Der neue restraint imitiert eine TLS Verfeinerung und sollte für Daten mittlerer Auflösung (1.5 - 2.0 Å) nützlich sein. Es wurden Vergleiche zwischen Strukturen, welche sowohl mit TLS in REFMAC als auch mit zwei SHELXL Versionen bei verschiedenen Auflösungen verfeinert wurden, angestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die beiden Programme bei mittlerer Auflösung vergleichbare Daten liefen. Der neue restraint ist allerdings eine gute Verbesserung im Vergleich zu der alten SHELXL Version. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title Kristallstrukturen der Aldose-Reduktase und der C2A-Domäne von Rabphilin3A sowie Überprüfungen neuer Restraints. de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Crystal structures of Aldose Reductase, C2A domain of Rabphilin3A and tests of new restraints. de
dc.contributor.referee Sheldrick, George M. Prof. Dr. de
dc.date.examination 2006-07-04 de
dc.subject.dnb 540 Chemie de
dc.description.abstracteng The high resolution (0.82 Å) structure of Aldose Reductase (an enzyme implicated in the polyol pathway) is presented. The aim of the work was a careful inspection of the model with particular attention to features visible at high resolution. Atomic resolution data allowed to model more multiple conformations than in the previously determined structure and to improve the fit between model and data. Particular attention was paid to the examination of the list of disagreeable restraints: some of them are probably due to wrong restraints while others are real features of the structure observable only at high resolution. These observations should be used both to build a new library of restraints and to explain in more details the molecule structure and function. The most interesting feature of this model is the safety-belt loop modeled in two discrete conformations: the common closed and a partially open conformation (possible because the holo-enzyme is in a post-reaction state). The removal of one interaction is enough to trigger the release of the cofactor and to let the safety-belt loop open. Accurate inspection of various Aldose Reductase high resolution structures reveals a domain movement that has been called "tongs movement": loops at the top and at the bottom are closer to or farther away from each other while the β-barrel is rigid. This movement could be related to the post reaction state of the molecule and to the release of the cofactor.The crystal structure of the Ca2+-free form of the C2A domain of Rabphilin3A (a neuronal protein involved in the synaptic vesicle cycle for which the exact biological role still remains to be elucidated) to a resolution of 1.92 Å is presented. It has a type I topology and the structure is characterized by an eight-stranded antiparallel β-sandwich. Its electrostatic surface is highly basic and similar to the one of the C2B domain of Rabphilin3A. In the C2A domain of Rabphilin3A two specific structural features related to deviations from the consensus sequence were found: a different position of the calcium binding loop 1 (CBL1) that causes a significant shift of the conserved Ca2+- binding residue Asp413, and the presence of the residue Glu475 (DED motif) that creates a localized negative patch close to the calcium binding region. The structure presents new features with respect to other C2 domains suggesting a new function for this domain.In the last chapter tests of a new version of SHELXL, in which a restraint applied to anisotropic displacement parameters was implemented (DELU restraint) are presented. The new restraint mimics a TLS refinement and it should be useful at medium resolution (1.5-2.0 Å). Comparisons between structures refined at various resolutions both with TLS refinement in REFMAC and with two versions of SHELXL were carried out. The results show that at medium resolution the two programs are comparable. The new restraint is, however a large improvement compared to the old version of SHELXL. de
dc.contributor.coReferee Einsle, Oliver Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger Röntgenstrukturanalyse de
dc.subject.ger Aldose-Reduktase de
dc.subject.ger Verfeinerung hochaufgelöster Daten de
dc.subject.ger Doppelkonformationen (Unordnung) de
dc.subject.ger Sicherheitsbandschleife de
dc.subject.ger C2A de
dc.subject.ger Rabhpilin3A de
dc.subject.ger synaptischer Vesikelzyklus de
dc.subject.ger <span class= de
dc.subject.eng X-ray crystal structure analysis de
dc.subject.eng Aldose Reductase de
dc.subject.eng high resolution refinement de
dc.subject.eng double conformations (disorder) de
dc.subject.eng safety-belt loop de
dc.subject.eng C2A de
dc.subject.eng Rabphilin3A de
dc.subject.eng synaptic vesicle cycle de
dc.subject.eng restraints de
dc.subject.eng TLS de
dc.subject.eng atomic displacement parameters de
dc.subject.bk 35.25 de
dc.subject.bk 35.62 de
dc.subject.bk 35.70 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1323-3 de
dc.identifier.purl webdoc-1323 de
dc.affiliation.institute Fakultät für Chemie de
dc.subject.gokfull S de
dc.identifier.ppn 52076823X de

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