Untersuchungen zur Struktur und Funktion des Proteins ClpB aus Thermus thermophilus
Creators: name: Beinker, Philipp
Publisher: name: Universität Dortmund
Year: 2003
Subjects: subject: Chaperone
subject: AAA cassette
subject: disaggregation
subject: substrate protein
subject: Chaperon
subject: AAA-Kassette
subject: deaggregation
subject: Substratprotein
subject: 540

description: ClpB aus T. thermophilus kooperiert mit dem DnaK-Chaperonsystem in der Reaktivierung von Proteinaggregaten. ClpB gehört zur Gruppe der AAA+-Proteine, die durch die konservierte AAA-Kassette charakterisiert werden. Diese Domänen sind für die Nukleotidbindung und Hydrolyse der Proteine verantwortlich. Anhand von Sequenzvergleichen kann ClpB in vier Domänen eingeteilt werden: Der N-terminalen Domäne folgt die erste AAA-Kassette, die durch eine Linkerdomäne mit der zweiten AAA-Kassette verbunden ist. Ziel dieser Arbeit war es die Funktionen der einzelnen Domänen in der Deaggregationsreaktion genauer zu charakterisieren. Für diese Untersuchungen mussten zunächst neue Substratproteine zur Messung der Chaperonaktivität etabliert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die N-terminale Domäne nicht essentiell für die Oligomerisierung, ATPase-Aktivität und Chaperonfunktion von ClpB ist. Sie ist an der Bindung von Casein beteiligt, interagiert jedoch nicht mit anderen Substraten.Die Linkerdomäne bildet eine funktionelle Einheit mit der ersten AAA-Kassette des Proteins. Daher kann ClpB in zwei Hälften mit jeweils einer AAA-Kassette unterteilt werden. In die erste AAA-Kassette mit der Linkerdomäne und in die zweite AAA-Kassette. Die beiden AAA-Kassetten sind nicht mehr funktionell aktiv und in der Oligomerisierung stark eingeschränkt. Ihre ATPase-Aktivität ist jedoch unterschiedlich. Die erste AAA-Kassette ist inaktiv, die zweite AAA-Kassette sehr aktiv in ATPase-Aktivitätsmessungen. Die beiden AAA-Kassetten können einen Komplex ausbilden, der biochemische Eigenschaften wie ClpB besitzt und über Chaperonaktivität verfügt. Dies zeigt, dass für die Chaperonaktivität die kovalente Verknüpfung der AAA-Kassetten von ClpB nicht notwendig ist. Die Komplexbildung führt zudem zu einer reduzierten ATPase-Aktivität der zweiten AAA-Kassette, was auf eine regulative Funktion der ersten AAA-Kassette und eine katalytische Funktion der AAA-Kassette im ATPase-Zyklus hinweist.
description: ClpB from T. thermophilus cooperates with the DnaK chaperone system during the reactivation of protein aggregates. ClpB belongs to the group of AAA+-proteins, which are characterised by the conserved AAA cassette. This protein domain is responsible for nucleotide binding and hydrolysis. Based on sequence comparisons ClpB can be divided in four domains: the first AAA cassette, which is connected to the second AAA cassette by a linker domain, follows the N-terminal domain. In this work the functions of the domains in the disaggregation reaction were characterised. It was shown that the N-terminal domain is not essential for the oligomerisation, ATPase activity and chaperone function of ClpB. The N-terminal domain is required for casein binding but does not interact with other substrate proteins. The linker domain forms a functional unit with the first AAA cassette. Therefore ClpB can be in two halves: in the first AAA cassette with the linker domain and in the second AAA cassette. The two AAA cassettes have no chaperon activity and are severely reduced in their oligomerisation capacity but differ in their ATPase activity. The first AAA cassette is inactive, the second AAA cassette active in ATPase activity measurements. The AAA cassettes form a complex, which has chaperone activity and similar biochemical properties as ClpB. This demonstrates that a covalent linkage of the AAA cassettes of ClpB is not necessary for chaperone activity. In addition complex formation leads to a decrease in ATPase activity of the second AAA cassette indicating a regulating function of the first AAA cassette and a catalytic function of the AAA cassette in the ATPase cycle of ClpB.