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Protein folding mechanism
analysing the folding mechanism of myPGK utilizing simulations and experiments
Wolfgang Schlattl
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Gerhard F. Ecker
DOI
10.25365/thesis.31461
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29305.15714.112963-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Ziel dieser Diplomarbeit war es das thermische Entfaltungsprofil einer Phosphoglyceratkinase-Mutante von Saccharomyces cerevisiae durch Messung des Interdomänenabstandes mittels Förster Resonanzenergietransfer zu bestimmen. Dazu wurden
Experimente sowie Moleküldynamik Simulationen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich der Abstand zwischen Position 135 und 290 kontinuierlich verringert bis er bei 42°C ein durchschnittliches Minimum von 40 Angström erreicht. Danach bleibt der Abstand zwischen 46°C und 54°C bei durchschnittlich 48 Angström bevor das Protein denaturiert und sich die Domänen bei höheren Temperaturen voneinander entfernen. Zusätzlich ergaben Messungen mit einem Dynamischen Differenzkalorimeter, dass das Protein einen Schmelzpunkt bei 53,16°C hat und mindestens ein Intermediat während der Entfaltung gebildet wird. Am Ende zeigte sich, dass das Protein bei höheren Temperaturen zu aggregieren beginnt. Daneben ergaben die Ergebnisse der Circulardichroismus Messungen, dass das Protein einen Schmelzpunkt von 39,9 °C hat. Demzufolge hat sich bei diesem Punkt die Hälfte aller Sekundärstrukturen aufgelöst. Bei Temperaturen über 47 °C waren alle Strukturen verschwunden, bevor über 56 °C Proteinaggregation nachweisbar war. Basierend auf den Resultaten wurde folgendes Entfaltungsschema erstellt: N → I → U → F. Dabei geht das Protein bei Temperaturerhöhung vom nativen Zustand N in den ungefalteten Zustand U über, wobei ein Indermediat I mit einem durchschnittlichen Interdomänenabstand von 48 Angström und keinen Sekundärstrukturen nachweisbar ist. Danach bildet das Protein irreversible Proteinaggregate und verharrt im finalen Zustand F.
Abstract
(Englisch)
The aim of this thesis was to determine the thermal unfolding profile of a phosphoglycerate kinase mutant from Saccharomyces cerevisiae by measuring the interdomain distance via Förster resonance energy transfer. For this purpose experiments as well as molecular dynamics simulation were utilized. The results show that the distance between position 135 and 290 is constantly decreasing until 42°C and remains at an average of 40 angstrom. Afterwards, the distance between 46°C and 54°C stays at 48 angstrom before the domains move apart at higher temperatures. In addition, the results of a differential scanning calorimeter revealed that the protein has a melting temperature at 53,16°C and that the unfolding process includes at least one intermediate. Finally, the protein showed signs of aggregation at higher temperatures. Besides, the outcome of circular dichorism measurements showed that the protein has a melting temperature at 39,9°C. Consequently, half of all secondary structures have been disappeared at this point, before protein aggregation was initiated over 56°C. Based on these results the following protein unfolding scheme was postulated: N → I → U → F. Therefore, the protein unfolds from the native state N to the unfolded state U by increasing the temperature. The transition also includes an intermediate state I has no detectable secondary structures and is characterised by an average interdomain distance of 48 angstrom. Finally, the protein starts to aggregate and remains in the final state F.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
phosphoglycerate kinase Förster resonance energy transfer circular dichroism differential scanning calorimetry molecular dynamic simulation (MD)
Schlagwörter
(Deutsch)
Phosphoglyceratkinase Förster Resonanzenergietransfer Circulardichroismus Dynamische Differenzkalorimetrie Enzymaktivität Moleküldynamik Simulation
Autor*innen
Wolfgang Schlattl
Haupttitel (Englisch)
Protein folding mechanism
Hauptuntertitel (Englisch)
analysing the folding mechanism of myPGK utilizing simulations and experiments
Paralleltitel (Deutsch)
Mechanismen der Proteinfaltung
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
121 S. : Ill., graf. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Gerhard F. Ecker
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,
35 Chemie > 35.06 Computeranwendungen ,
35 Chemie > 35.62 Aminosäuren, Peptide, Eiweiße ,
35 Chemie > 35.71 Biochemische Methoden ,
35 Chemie > 35.79 Biochemie: Sonstiges ,
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC11415793
Utheses ID
27969
Studienkennzahl
UA | 449 | | |