Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie

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1 Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie Proteine: Struktur Gerhild van Echten-Deckert Fon Homepage:

2 Secondary Structure ( -Sheet) Hierarchieebenen der Proteinstruktur

3 Proteindomänen: Wetlaufer, 1973 Einheiten (Module) im Sinne von: kompakter Struktur Funktion und Evolution Faltung Definition Teil eines Proteins (Sequenz und Struktur) die eigenständig existieren kann d.h: sie kann eigenständig g eine Funktion ausüben (funktionale Einheit) sie kann als solche der Evolution unterliegen sie ist stabil und hat ihre eigene Faltung sie kann Teil unterschiedlicher Proteine sein sie enthält Aminosäuren enthalten 80 % (60 %) aller Proteine bei Vielzellern (Einzellern) sind Multidomänenproteine. 3

4 Protein Domäne: Distinkte Region in der 3-dimensionalen Struktur eines Proteins. Eine strukturelle Domäne hat eine Länge von mindestens 40 AS, die in einer charakteristischen Sekundär- oder Tertiärstruktur angeordnet sind (unabhängig-faltende Regionen, folding units, Faltungseinheiten).. Eine funktionelle Domäne zeigt eine bestimmte für das Protein charakteristische Aktivität. Eine topologische Domäne weist eine charakteristische räumliche Anordnung zum restlichen Protein auf. ACHTUNG Strukturdomänen stimmen nicht unbedingt mit funktionellen Domänen überein.

5 Phosphotyrosine sind Andockstellen für Adapterproteine mit konservierten PTB oder SH2 Domänen PTB: PhosphoTyrosine Binding SH: Src-Homology IRS: Insulin Receptor Substrate Lodish et al. Molecular Biology of the Cell

6 Model einer SH2 Domäne die ein Phosphotyrosin-enthaltendes Peptid bindet from Src Tyr kinase Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry, 2002 Each SH2 domain binds to a distinct sequence of amino acids at the C-terminus of Tyr-P.

7 Struktur des Adapterproteins Grb (Growth factor receptor binding protein) SH2-Domäne erkennt distinkte Aminosäure-Sequenzen am C-Terminus von P-Tyr-Resten an RTK SH2-Domäne erkennt distinkte Aminosäure-Sequenzen am C-Terminus von P-Tyr-Resten an RTK SH3-Domäne erkennt Prolin-reiche Sequenzen in GEF (Guanine nucleotide Exchange Factor); im gezeigten Beispiel (nächste Folie) ist Sos (Son of sevenless) der GEF. Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry, 2002

8 Signalübertragung von Rezeptortyrosinkinasen zu Effektorproteinen RTK: Receptor Tyrosine Kinase EGF: Epidermal Growth Factor Ras: Rat sarcoma (kleine GTPase,mittels Farnesylrest in der Plasmamembran verankert) Lodish et al. Molecular Biology of the Cell

9 Phospholipase C Isoformen 9 Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry, 2002

10 Motive: Sequenzmotive: kurze konservierte lineare Sequenzen (SLIMs = short linear motifs) die Erkennung und Interaktion vermitteln. CAAX: C=Cys; A=aliphatische AS; X=beliebige AS (C-terminal) KDEL: Lys-Asp-Glu-Leu = ER-Retentionssignal (C-terminal) -Ser-Lys-Leu-COOH: Peroxisomimportsignal RGD (Arg-Gly-Asp): in Proteinen der extrazellulären Matrix Erkennungssequenz für zelluläre lä Membranproteine Strukturmotive: Supersekundärstrukturen Supersekundärstrukturen Ausgangspunkte für die Faltung Helix-Loop-Helix -Haarnadel

11 KDEL: ER-Retentionssignal ER-residente Proteine haben am C-Terminus die KDEL-Sequenz, durch die sie an Transportvesikel gebunden werden, die sie zurück ins ER bringen. Lodish et al. Molecular Biology of the Cell

12 CAAX: Erkennungssequenz für die Isoprenylierung von Proteinen X X X

13 Die EF-Hand: ein Calciumbindendes Helix-Loop-Helix Motiv (Domäne?) Berg et al., Biochemistry

14 Proteinmotiv: Ein Strukturmotiv ist eine bestimmte Kombination von 2 oder mehr Sekundärstrukturen die eine charakteristische 3-dimensionale Struktur bilden die in unterschiedlichen Proteinen vorkommt. Lodish et al. Molecular Biology of the Cell (2013)