Mechanism of insertion of prosthetic groups into complex molybdo-enzymes (molybdo-iron-flavo enzymes)

• Antragsteller: Professor Dr. Günter Schwarz, seit 12/2015
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 100799727

Komplexe Molybdo-Enzyme wie Xanthindehydrogenase (XDH) und Aldehydoxidase (AO) sind aus zwei identischen Untereinheiten zusammengesetzt, wobei jede einzelne einen Molybdäncofaktor (Moco), ein Flavinadenindinukleotid (FAD) und zwei Eisen-Schwefel- Cluster vom [2Fe-2S]-Typ bindet. Aufgrund der Diversität ihrer verschiedenen prosthetischen Gruppen stellen AO und XDH besonders geeignete Modell-Proteine für die Untersuchung der sequentiellen Insertion solcher Gruppen während der Reifung von Proteinen dar. Es ist daher ein Ziel dieses Projektes, die Reihenfolge der Insertion von prosthetischen Gruppen zu identifizieren sowie zu zeigen, ob die Insertion einer bestimmten Gruppe die Voraussetzung für die Insertion der nächsten ist. Hierfür soll unter Nutzung der Apo-Proteine von AO und XDH ein vollkommen definiertes in vitro-System für die Insertion jeder prosthetischen Gruppe, insbesondere FAD und Moco, etabliert werden. Da die Insertion in vivo sehr wahrscheinlich von spezifischen Proteinen unterstützt wird, sollen diese Proteine, die als Chaperone fungieren könnten, identifiziert werden. Als eine gemeinsame besondere Eigenschaft benötigen AO und XDH eine Sulfurierung ihres Moco zur Aktivierung, welche durch die Moco-Sulfurase ABA3 katalysiert wird. Ob diese Sulfurierung durch Übertragen eines einzelnen Schwefel-Atoms oder eines kompletten sulfurierten Moco geschieht soll in den geplanten Untersuchungen gezeigt werden. Unterstützt durch die bekannten Interaktionen zwischen ABA3 und seinen Zielproteinen strebt dieses Projektes zudem die Co-Kristallisierung von ABA3 mit einem seiner Zielproteine an.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1220: Prosthetic groups: transport and insertion - PROTRAIN
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Florian Bittner, bis 11/2015