NR AREC
AU Mentler,M.; Weiss,A.; del Pino,P.; Fiori,S.; Renner,C.; Meyer-Klaucke,W.; Moroder,L.; Bertsch,U.; Kretzschmar,H.A.; Tavan,P.; Parak,F.G.
TI Kupferbindung am humanen Prion-Protein
QU TSE-Forum, 4. Kongress - Nationale TSE-Forschungsplattform, Düsseldorf 28.10.-29.10.2004, Poster GL-11
PT Konferenz-Poster
AB
Prion-Proteine binden Kupfer-Ionen spezifisch und mit hoher Affinität im unstrukturierten N-terminalen Teil. Maximal vier Bindungsplätze befinden sich in der sogenannten Oktarepeat-Sequenz (PHGGGWGQ). Sowohl die Strukturen eines Cu-komplexierten Pentapeptids (Burns et al 2002), als auch die eines Oktapeptids (Mentler et al 2004) sind bekannt. Für die Kupferbindung innerhalb eines vollständigen Prion-Proteins existieren jedoch nur einige konkurrierende Modellvorschläge (Burns et al 2003, Viles et al. 1999). Der Vorschlag von Burns et al. 2003 beruht auf einer seriellen Anordnung der bekannten Kristallstruktur des Pentapeptids. Viles et al. 1999 hingegen favorisieren ein Bindungsmotiv, bei dem jeweils zwei Histidine kooperativ ein Cu-Ion binden. Da die hier gezeigten EPR Spektren am Peptid/Cu-Komplex und am Cu-komplexierten vollständigen humanen Prion-Protein deutlich verschieden sind, kann auf unterschiedliche Bindungsmotive geschlossen werden. Um diese und weitere mögliche Modelle zu prüfen, wurde die Oktarepeatsequenz mit unterschiedlichen Cu/Peptid-Stöchiometrien untersucht. Die Spektren zeigen eine vom stöchiometrischen Verhältnis Cu/Peptid abhängige Strukturänderung. Titrationsexperimente zeigen eine kooperative Bindung von Cu-Ionen an synthetisierten Tetraoktapeptiden. Die EPR-Spektren eines niedrig beladenen Tetraoktapeptides entsprechen denen des humanen Prion-Proteins. Mit der in Mentler et al.2004 beschriebenen Methode sollen verschiedene, mit experimentiellen Daten (EPR, ENDOR, EXAFS) kompatible, Modelle entwickelt und verifiziert werden.
Burns et al. (2002) "Molecular features of the copper binding sites in the octarepeat domain of the prion protein" Biochemistry 41: 3991-4001
Burns et al. (2003) "Copper coordination in the full-length, recombinant prion protein" Biochemistry 42: 6794-6803
Mentler et al. (2004) "A new method to determine the structure of the metal environment in metalloproteins: investigation of the prion octapeptide repeat Cu2+ -complex" Europ. Biophysics Journal, in press.
Viles et al. (1999) "Copper binding to the prion protein: Structural implications of four identical cooperative binding sites" Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 2042-2047
AD Pablo del Pino (Tel: 089/289-12558, E-Mail: pdelpino@ph.tum.de), Fritz G. Parak, Physik Departement E17, Technische Universität München, James-Franck-Straße, 85748 Garching bei München, Germany; Uwe Bertsch (Tel: 089-2180-78026, E-Mail: uwe.bertsch@inp.med.uni-muenchen.de), Hans A. Kretzschmar (Tel: 089-2180-78000, E-Mail: hans.kretzschmar@med.uni-muenchen.de), Zentrum für Neuropathologie und Prionforschung der LMU, Feodor-Lynen-Str. 23, 81377 München; Paul Tavan (Tel: 089-2180-9220, E-Mail: paul.tavan@physik.uni-muenchen.de), Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Theoretische Biophysik der LMU, Oettingenstr. 67, 80538 München
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PO Deutschland
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