Funktionelle Untersuchungen von Arthropoden-Hämocyanin in vivo und in vitro

• Applicant: Professor Dr. Thorsten Burmester
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 183294211

Hämocyanine sind große Kupferproteine, die in der Hämolymphe vieler Arthropoden dem Transport von Sauerstoff dienen. Im Gegensatz zur Lehrbuchmeinung besitzen viele "basale" Insekten neben dem Tracheensystems zusätzlich Hämocyanin zur O2-Versorgung. Mittels RNA-Interferenz soll Hämocyanin in Ofenfischchen, Gespenstschrecken und Heuschrecken ausgeschaltet, und so durch Untersuchung der Expressionsänderung von Hypoxie-Genen und des O2-Verbrauch die Bedeutung von Hämocyanin für die O2-Versorgung der Insekten geklärt werden. Durch Ermittlung der relativen Hämocyanin-Expression in Collembolen aus verschiedenen Lebensräumen soll untersucht werden, welche Rolle dieses Protein bei der Anpassung an Sauerstoffmangel spielt. In vorangegangenen Arbeiten ist es uns erstmals gelungen, ein Arthropoden-Hämocyanin, sowie ein verwandtes Protein, das Hexamerin LSP-2, rekombinant in E. coli zu exprimieren. Zur methodischen Etablierung soll zunächst die Struktur von LSP-2 mittels CD-Spektroskopie und Röntgenstrukturanalyse ermittelt werden. Der Einbau von Cu+ in das rekombinante Hämocyanin muss optimiert werden, um Material für anschließende funktionelle Untersuchungen (O2-Bindungskinetik) und Strukturbestimmung zu erhalten. Damit wird es möglich sein, Mutagenese-Experimente durchzuführen, um die spezifische Funktion einzelner Aminosäuren in O2-Bundung und in der Struktur zu verstehen.

• DFG Programme: Research Grants