Einkristall-Röntgendiffraktometer für die Proteinkristallographie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gerät wurde in einer Vielzahl von Kristallisationsprojekten mit dem Ziel der Strukturbestimmung eingesetzt. Zum einen diente es dazu, Kristalle zu charakterisieren und kontinuierlich zu optimieren sowie geeignete Cryo-Bedingungen für Kristalle zu finden, die später am Synchrotron vermessen werden sollten. Zum anderen wurden vollständige Datensätze von nativen Kristallen und von Schweratomderivaten für die Strukturbestimmung gesammelt. De novo Phasierung einer unbekannten Struktur war mit Hilfe des anomalen Signals von Schwefel bzw. gebundener Metallionen und mit hoch-redundanten Daten erfolgreich. Bei den in den ersten drei Jahren untersuchten Proteinen handelte es sich überwiegend um Pathogenitätsassoziierte oder um Virulenzfaktoren humanpathogener Bakterien. Wir haben die Struktur der mittleren Domäne (B-Repeat) des Invasionsproteins InlB aus L. monocytogenes bestimmt. Dies ist die erste Struktur einer bis dahin strukturell nicht charakterisierten Sequenzfamilie (Pfam PF09479), die einzeln oder in bis zu 22 Wiederholungen (Repeats) in bakteriellen Oberflächenproteinen auftritt. Der B-Repeat verfügt über ein βgrasp Fold und zeigt strukturelle Ähnlichkeit mit Ubiquitin und bakteriellen Proteinen wie dem Antikörperbindenden Protein L und mit einzelnen Domänen Mucin-bindender Proteine. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass der InlB B-Repeat wie auch die strukturell ähnlichen Proteine eine Bindefunktion haben könnte. Mit Hilfe strukturbasierter Mutationen überprüfen wir derzeit diese Vermutung. In einem weiteren Projekt beschäftigen wir uns mit den vielfältigen Wechselwirkungen des Translokator- Chaperons SycD des Y. enterocolitica Typ III Sekretionssystems. Hier konnten wir die Struktur von SycD im Komplex mit einem Peptid des hydrophoben Translokator Proteins YopD bestimmen. Die Struktur bestätigt, dass die an der Bindung beteiligten Aminosäuren zwischen verschiedenen bakteriellen Spezies mit Typ III Sekretionssystem (z.B. P. aeruginosa und S.flexneri) konserviert sind. In zwei weiteren Pathogen-zentrierten Projekten haben wir bisher unveröffentlichte Strukturen einer Komponente des H. pylori Typ IV Sekretionssystems und eines Plasmid-kodierten Virulenzfaktors von R. equi bestimmt. In einem Kooperationsprojekt mit Prof. Heberle (jetzt FU Berlin) innerhalb des SFB 613 war das Diffraktometer essentiell zur Charakterisierung neuer Kristallformen von Halorhodopsin aus H. salinarum. Hier ist es uns gelungen, eine Kristallform zu identifizieren, die möglicherweise Licht-induzierte Konformationsänderungen des Proteins zulässt, die in den bisher beschriebenen Kristallformen nicht beobachtet wurden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Fold and function of the InlB B-repeat. J. Biol. Chem. (2011) 286, 15496-15506
Ebbes M, Bleymüller WM, Cernescu M, Nölker R, Brutschy B, Niemann HH
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The unusual extended C-terminal helix of the peroxisomal α/ϐ-hydrolase Lpx1 is involved in dimer contacts but dispensable for dimerization. J. Struct. Biol. (2011) 175, 362-371
Thoms S, Hofhuis J, Thöing C, Gärtner J, Niemann HH
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Crystal structure of the Yersinia enterocolitica type III secretion chaperone SycD in complex with a peptide of the minor translocator YopD. BMC Struct. Biol.(2012) 12:13
Schreiner M, Niemann HH
