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http://doi.org/10.25358/openscience-2930| Authors: | Hübler, Rüdiger |
| Title: | Charakterisierung und Stabilität von Arthropoden-Hämocyanin |
| Online publication date: | 1-Jan-2001 |
| Year of first publication: | 2001 |
| Language: | german |
| Abstract: | Hämocyanine sind große, multimere Sauerstofftransport- proteine, die frei gelöst in der Hämolymphe von Arthropoden und Mollusken vorkommen.Zur Charakterisierung verschiedener Arthropoden-hämocyanine wurden deren molare Massen bestimmt. Die mit einer Vielwinkel-Laser-Lichtstreuapparatur ermittelten Molekulargewichte zeigten eine grosse Schwankungsbreite. Dies konnte auf Ungenauigkeiten der zur Berechnung der Molekulargewichte verwendeten spezifischen Extinktions- koeffizienten und Brechungsindex-Inkremente zurückgeführt werden.Mit der Methode der Massenspektrometrie (MALDI-TOF) bestimmte Molekulargewichte einzelner Untereinheiten des Hämocyanins der Vogelspinne <i style='mso-bidi-font-style: normal'>Eurypelma californicum</i> zeigten eine sehr gute Übereinstimmung mit aus der Sequenz errechneten Werten.Für das 24-mere Spinnenhämocyanin von <i style='mso-bidi-font-style:normal'>Eurypelma californicum</i> wurde die Stabilität gegenüber
GdnHCl und der Temperatur auf den verschiedenen strukturellen Ebenen des Proteins untersucht.Viele Stabilitätsuntersuchungen werden an kleinen Proteinen durchgeführt, deren Entfaltung kooperativerfolgt. Bei größeren Proteinen mit unterschiedlichen strukturellen Bereichen (Domänen) ist der Entfaltungs-prozess weitaus komplexer. Ziel war es, durch die Denaturierung des Spinnen-Hämocyanins Erkenntnisse über die Stabilität und Entfaltung der verschiedenen strukturellen Ebenen eines so großen Proteinkomplexes zu gewinnen.Ein wichtiges Charakteristikum für die Interpretation der Entfaltungsexperimente ist die starke Löschung der Tryptophanfluoreszenz im oxygenierten Spinnen-Hämocyanin. Die Löschung kann vollständig durch Förster-Transfer erklärt werden kann. Sie bleibt auf die einzelnen Untereinheiten beschränkt und stellt somit ein reines O<sub>2</sub>-Beladungssignal dar.Unter Einwirkung von GdnHCl dissoziiert das native, 24-mere Spinnen-Hämocyanin ohne die Entstehung langlebiger Inter- mediate. Die
Untereinheiten werden durch das Oligomer stabilisiert. Die Entfaltung eines Monomers, der Unter- einheit <u>e</u>, folgt einer Hierarchie der verschiedenen strukturellen Ebenen des Moleküls. Die Entfaltung beginnt zunächst von außen mit der Auflockerung der Tertiärstruktur. Der Kern von Domäne II mit dem aktiven Zentrum weist hingegen eine besondere Stabilität auf.Die ausgeprägte Hitzestabilität des <i style='mso-bidi-font-style:normal'>Eurypelma</i>-Hämocyanins hängt vom Oligomerisierungsgrad, dem verwendeten Puffer und dessen Ausgangs-pH-Wert ab und spiegelt offensichtlich die extremen Lebensbedingungen im Habitat wider. <html><head><class=MsoNormal style='text-align:justify;line-height:120%'><bstyle='mso-bidi-font-weight:normal'><span lang=EN-GB style='font-size:12.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:Arial;color:black;mso-ansi-language:EN-GB'>Summary<o:p></o:p></span></b> Hemocyanins are large, multimeric oxygen-transport-proteins of arthropods and molluscs, freely dissolved in the hemolymph.For the characterization of different arthropod hemocyanins the molar masses were determined with laser-light- scattering. They showed a wide variation due to the in- exactness of the specific extinction coefficients and refractive index increments used for calculation.With mass spectrometry (MALDI-TOF) the molar masses of single subunits of the 24-meric hemocyanin of the spider <i style='mso-bidi-font-style: normal'>Eurypelma californicum</i> were determined successfully. They correspond well with values calculated from sequence data.The effects of GdnHCl and temperature on the stability of different structural levels of the 24-meric spider- hemocyanin of <i style='mso-bidi-font-style:normal'>Eurypelma californicum </i>were investigated. Many studies on the unfolding are conducted with small proteins, which unfold cooperatively. The unfolding of large proteins with different structural units (domains) is much more complex. The aim was to find out about the stability and unfoldingof such a large protein complex by means of denaturation experiments with the spider hemocyanin. A very important feature for the interpretation of the unfolding experiments is the strong quenching of tryptophanfluorescence in oyxgenated hemocyanins. This quenching can be fully explained by Foerster-transfer. It is limited to the single subunits thus representing the degree of O<sub>2</sub>-saturation.Under the influence of GdnHCl the native 24-meric hemo- cyanin dissociates into its monomers without the occurrence of enduring intermediates. The subunits are stabilized by the oligomer.The unfolding of a monomer, subunit <u>e</u>, is based on the hierarchy of the different structural levels of the molecule. Unfolding starts from the outer area of the tertiary structure while the core of domain II with the active site exhibits a higher stability.The high thermal stability of the <i style='mso-bidi-font-style:normal'>Eurypelma</i>- hemocyanin depends on the degree of oligomerization, the buffer and its pH and obviously reflects the extreme living conditions in the habitat.<![endif]><o:p></o:p></span></p><p class=MsoBodyText style='line-height:normal'><b style='mso-bidi-font-weight:normal'><span style='mso-bidi-font-family:Arial;color:black'>Zusammenfassung<o:p></o:p></span></b></p> |
| DDC: | 570 Biowissenschaften 570 Life sciences |
| Institution: | Johannes Gutenberg-Universität Mainz |
| Department: | FB 10 Biologie |
| Place: | Mainz |
| ROR: | https://ror.org/023b0x485 |
| DOI: | http://doi.org/10.25358/openscience-2930 |
| URN: | urn:nbn:de:hebis:77-2086 |
| Version: | Original work |
| Publication type: | Dissertation |
| License: | In Copyright |
| Information on rights of use: | https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ |
| Appears in collections: | JGU-Publikationen |
