Der molekulare GTPase-Mechanismus von H-ras p21 bestimmt mit zeitaufgelöster FTIR-Spektroskopie

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Gerwert
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5391290

Komplementär zu den Röntgenstrukturanalysen soll zum Verständnis des molekularen Reaktionsmechanismus GTP-bindender Proteine am Beispiel des Ras mit zeitaufgelöster FTIR- Spektroskopie beigetragen werden. Mit Hilfe des von uns neu etablierten methodischen Ansatzes konnte gezeigt werden, dass die GTP-Bindung an Ras negative Ladungen von g- nach b-Phosphat verschiebt. Da die Ladungen bereits in GTP in dieselbe Richtung verschoben werden, wie später beim dissoziativem Übergangszustand und GDP Produktzustand, scheint diese Ladungsverschiebung die freie Aktivierungsenthalpie für den GTP/GDP Übergang zu erniedrigen und somit zur Katalyse der GTPase Reaktion beizutragen. Durch GAP-Bindung wird dieser Effekt noch erheblich verstärkt. In künftigen Arbeiten soll untersucht werden, ob neben dem katalytischen "Arg-Finger" auch Lys-16 und der hoch konservierte "P-Loop" diese Ladungsverschiebung nach b-Phosphat induzieren. Zur Zuordnung sollen insbesondere isotopenmarkierte Aminosäuren eingesetzt werden. Wir konnten weiterhin nachweisen, dass bei der GAP-katalysierten Reaktion das freigesetzte anorganische Phosphat intermediär an den Proteinkomplex gebunden wird und somit die Phosphatfreisetzung der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist. In künftigen Arbeiten soll bestimmt werden, ob dabei in dem Intermediat der RasGAP Proteinkomplexes phosphoryliert wird. Weiterhin soll der experimentelle Ansatz auf andere GTP bindende Proteine übertragen werden. Zudem soll die Ras-Raf-Kinase Interaktion untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen