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Semi-synthesis as a tool for the exploration of protein structure and function
Oliver Gajsek
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Chemie
Betreuer*in
Christian Friedrich Wilhelm Becker
Mitbetreuer*in
Anne Conibear
DOI
10.25365/thesis.60134
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25124.56638.182463-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die dreidimensionale Struktur und die damit korrelierende Funktion von Proteinen ist von außerordentlichem biochemischem und medizinischem Interesse. Sie ist nicht nur für die gezielte Entwicklung von pharmazeutischen Wirkstoffen, sondern auch für das Verständnis grundlegender, oft auch pathologischer Prozesse, in eukaryotischen Zellen unentbehrlich. Das hier beschrieben Projekt, welches sich in zwei Teile gliedert, zielt auf die Semisynthese spezifisch modifizierter Domänen der Proteine Hsp90 (Hitzeschock Protein 90) und Immunoglobuline M (IgM) ab, um neue Einblicke in deren Dynamiken und Strukturen zu erhalten.
Das, zur Gruppe der Chaperone gehörige, Protein Hsp90 durchläuft eine Reihe von Modifikationen nach der Translation (post-translationale Modifikationen), deren genaue Relevanz in Bezug auf Struktur und Funktion nicht vollkommen bekannt sind. Die hier angewandte Strategie für die Semisynthese der N-terminalen Domäne (NTD) von Hsp90 verwendet die native chemische Ligation (NCL) eines spezifisch PTM modifizierten und mittels Festphasensynthese generierten 19 Aminosäure langen Peptides an ein rekombinant hergestelltes Protein.
IgM Antikörper weisen in ihrer aktiven, antigenbindenden Form eine äußert komplexe Topologie auf, bestehend aus Penta- oder Hexameren, deren Oligomerisationprozess nicht komplett aufgeklärt ist. Die hier angewandte Synthesestrategie beinhaltet die Ligation eines, mittels Festphasensynthese generierten, 41 Aminosäuren langen C-terminalen Peptides der konstanten Domäne 4 (CH4), an den restlichen, mittels rekombinanter Expression erstellten, Teil der Domäne durch Expressed Protein Ligation (EPL). Spezifische hydrophobe Aminosäuren in der natürlichen Sequenz des synthetisch erstellten Peptides sollen hierbei durch lichtaktivierbare quervernetzende Aminosäuren ersetzt werden, um so neue Erkenntnisse in den Oligomerisierungsprozess des Antikörpers mittels Quervernetzung/Massenspektrometrie zu erhalten.
Abstract
(Englisch)
It is of fundamental importance for pharmacological studies to understand the structure and the associated functions of proteins, which play a key role in eukaryotic cells. This thesis is divided in two sub-projects focusing on semi-synthetic approaches that combine recombinant DNA technology and solid-phase peptide synthesis (SPPS) for the generation of specifically modified protein domains. Semi-synthetic access to Heat shock protein 90 (Hsp90) and Immunoglobulin M (IgM) will provide new insights into the role of specific modifications and residues of the proteins and can therefore help to understand structure function relations.
Hsp90 is the subject of a variety of modifications after the translation process (post-translation modifications, PTMs) of which their specific impact on the structure and associated protein dynamics is still widely unknown. In this project a synthesis strategy was developed to obtain the specifically post-translationally modified Hsp90 N-terminal domain (NTD) based on the native chemical ligation (NCL) principle. The antibody IgM undergoes a complex oligomerisation process, generating its exceptional topology, which is still not fully understood but essential for the protein's activity. The IgM sub-project also included a semi-synthetic approach but focused on the generation of the C-terminal constant heavy domain 4 (CH4) with crosslinkers to define the residues critical for oligomer formation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Soli-phase peptide synthesis protein expression native chemical ligation NMR spectroscopy
Schlagwörter
(Deutsch)
Peptidsynthese Protein Expression native chemische Ligation NMR Spektroskopie
Autor*innen
Oliver Gajsek
Haupttitel (Englisch)
Semi-synthesis as a tool for the exploration of protein structure and function
Paralleltitel (Deutsch)
Semi-Synthese als Werkzeug für die Erforschung von Protein-Strukturen und Funktionen
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
2, 1, 77 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Friedrich Wilhelm Becker
Klassifikationen
35 Chemie > 35.76 Aminosäuren, Peptide, Eiweiße ,
35 Chemie > 35.99 Chemie: Sonstiges
AC Nummer
AC15557065
Utheses ID
53145
Studienkennzahl
UA | 066 | 862 | |