Incorporation of the prosthetic heme group into cytoplasmatic and membrane proteins

• Antragsteller: Professor Dr. Dieter Jahn
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 100799727

Häm enthaltende Proteine, wie Enzyme, Rezeptoren und Elektronen transportierende Cytochrome sind überlebenswichtig für den Stoffwechsel von fast allen Lebewesen. Trotzdem ist wenig bekannt, wie die Häme in bakterielle Zytoplasma- und Membranenzyme eingebaut werden. Während der letzten Förderungsperiode haben wir das Häm-bindende Eiweiß HemW aus Lactobacillus lactis entdeckt. Rekombinantes, unter Sauerstoffausschluss gereinigtes HemW aus L. lactis und Escherichia coli ist ein Monomer, das ein [4Fe-4S] Zentrum und S-Adenosylmethionin (SAM) enthält. Nach der Bindung von Häm bildet das Protein ein Dimer, in welchem Elektronen vom [4Fe-4S] Zentrum zum Häm transferiert werden. Das Häm-tragende Dimer wird an die Membran geleitet, wo es in einer NADH-abhängigen Reaktion das Häm auf elektronentransportierende Zielproteine überträgt. Nun wollen wir die molekulare Grundlage der kovalenten Hämbindung durch HemW, die Axialliganden und das Zusammenspiel mit dem [4Fe-4S] Zentrum und SAM mittels vielfältiger spektroskopischer Methoden (ESR, Raman Ressonanz, Mössbauer, MCD, ITC) aufklären. Die Zielenzyme von HemW, sowie weitere potentielle Komponenten des NADH-abhängigen Hämtransfersystems sollen identifiziert und charakterisiert werden. Die HemW Kristallstruktur soll gelöst werden. Schließlich sollen verwandte Hämchaperone aus Bacillus subtilis und Mensch untersucht werden. Als Fernziel gilt es den koordinierten Einbau von Moco und Häm am Modellprotein Nitratreduktase aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1220: Prosthetic groups: transport and insertion - PROTRAIN