edoc-Server der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Autor(en): Olaf Fritze
Titel: Der Aktivierungsmechanismus von Rhodopsin – Untersuchungen zur Rolle der siebenten und achten Helix sowie des Beta-Ionon-Rings
Gutachter: Klaus Peter Hofmann; Oliver Ernst; Peter Hegemann
Erscheinungsdatum: 05.12.2006
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10073033)
Fachgebiet(e): Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter (ger): Bovines Rhodopsin, GPCR, NPXXY-Motiv, azyklisches Retinal, partieller Agonist
Schlagwörter (eng): Bovine rhodopsin, GPCR, NPXXY motif, acyclic Retinal, Partial agonist
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Fritze, Olaf: Der Aktivierungsmechanismus von Rhodopsin – Untersuchungen zur Rolle der siebenten und achten Helix sowie des Beta-Ionon-Rings; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 05.12.2006, urn:nbn:de:kobv:11-10073033
Metadatenexport: Um den gesamten Metadatensatz im Endnote- oder Bibtex-Format zu speichern, klicken Sie bitte auf den entsprechenden Link. Endnote   Bibtex  
print on demand: Wenn Sie auf dieses Icon klicken, können Sie ein Druckexemplar dieser Publikation bestellen.

Abstract (ger):
Rhodopsin, der Rezeptor der visuellen Kaskade, gehört zu größten Klasse A der G-Protein-koppelnden Rezeptoren (GPCRs) und gilt als Modell-Rezeptor in der GPCR-Forschung. Über 3 % des humanen Genoms kodieren für GPCRs, doch trotz der physiologischen Bedeutung dieser Proteinfamilie sind die fundamentalen Mechanismen, mit denen diese Rezeptoren extrazelluläre Signale in das Zellinnere weiterleiten noch nicht verstanden. In der vorliegenden Dissertation werden Aspekte des Aktivierungsmechanismus von Rhodopsin sowie der Kopplung und Aktivierung des G-Proteins Transduzin untersucht. Die Arbeit ist in drei Schwerpunkte unterteilt: I. Es wurde ein in GPCR’s hochkonserviertes NPxxYx(5,6)F Motiv (Aminosäuresequenz Asn-Pro-x-x-Tyr-x(5,6)-Phe) in der siebten und achten Helix charakterisiert. In diesem konservierten Motiv sind mehrere für die Ausbildung der aktiven Rezeptorkonformation wichtige Funktionen vereint: Verknüpfung zu einem Wasserstoffbrückennetzwerk, Helixflexibilität sowie die exakte Positionierung der achten Helix. Letzteres hat nicht nur bei der Rezeptoraktivierung sondern auch bei der nachfolgenden Interaktion mit dem G-Protein eine Bedeutung. II. Anhand von chimären Rezeptoren, bei denen Teile der achten Helix durch homologe Sequenzen des beta2-adrenergen Rezeptors ausgetauscht wurden, wurde die Rolle der achten Helix bei der Rezeptor-Aktivierung und Bindung des G-Proteins untersucht. Auch bei dieser Studie wurde gezeigt, dass die exakte Positionierung der achten Helix essentiell für die Interaktion mit dem G-Protein ist. Zudem wurde ein bezüglich der G-Protein-Aktivierung funktionsfähiger chimärer Rezeptor gefunden, was auf einen übergeordneten Mechanismus bei der Aktivierung von G-Proteinen durch GPCRs hindeutet. III. Die Funktion des ß-Ionon-Rings des Retinals beim Aktivierungsmechanismus von Rhodopsin wurde an einem Retinal studiert, bei welchem Teile des Retinal-Rings fehlten (azyklisches Retinal). Auch diesem azyklischen Retinal können Eigenschaften eines partiellen Agonisten zugeschrieben werden. Beim Vergleich zu Pigmenten mit dem nativen 11-cis-Retinal wurden starke Analogien bei der initialen Energieaufnahme durch die Retinal-Isomerisierung sowie bei der Weiterleitung der Lichtenergie ins Protein gefunden. Allerdings wird die Energie schlechter auf das Protein übertragen, wodurch wesentlich weniger der aktiven G-Protein bindenden Rezeptorkonformation gebildet wird. Als wichtigste Funktion des Retinal-Rings wurde die Aufrechterhaltung der aktiven Meta-II-Konformation identifiziert.
Abstract (eng):
Rhodopsin, the receptor of the visual cascade, belongs to the largest group A of G-protein coupled receptors (GPCRs) and can be seen as a model receptor in GPCR research. More than 3 % of the human genome code for GPCRs. But despite their physiological relevance, the detailed mechanism of signal transduction from extra cellular signal to different cellular pathways remains to be fully understood. Different aspects of receptor activation and the coupling and activation of the G-protein transducin are investigated in this dissertation. The thesis focuses on the following three subjects: I. A NPxxYx(5,6)F motif (amino acid sequence Asn-Pro-x-x-Tyr-x(5,6)-Phe) has been characterized for rhodopsin. It is localized in helix VII and VIII and is highly conserved throughout the GPCR family. Various roles for rhodopsin activation are combined in this motif: linkage to a hydrogen-bond network, helix flexibility and the exact positioning of helix VIII. The latter is not only relevant for the activation of the receptor but also for interaction with its G-protein. II. The role of helix VIII for receptor activation and G-protein coupling was studied on chimeric receptors, in which parts of helix VIII were exchanged against homologous sequences of the beta2adrenergic receptor. This study confirmed the importance of helix VIII’s position for G-protein coupling. Furthermore, a chimeric receptor was found, which was fully functional concerning G-protein activation. This indicates that GPCRs might use a single, generic mechanism for G-protein activation. III. The role of the ß-ionone-ring for the activation mechanism of rhodopsin was studied by means of an acyclic retinal, which lacks four carbon atoms of the ß-ionone-ring. This modified retinal could be classified as a partial agonist for rhodopsin. Energy input by retinal isomerization and formation of the G-protein binding Meta-II conformation were found to be very similar to rhodopsin when bound to its native 11-cis-retinal. However, the lack of the ring structure resulted in a lower amount of Meta-II and a fast decay of activity. It was concluded that the main role of the ring structure is to maintain the active state of rhodopsin.
Zugriffsstatistik: Die Daten für die Zugriffsstatistik der einzelnen Dokumente wurden aus den durch AWStats aggregierten Webserver-Logs erstellt. Sie beziehen sich auf den monatlichen Zugriff auf den Volltext sowie auf die Startseite. Die Zugriffsstatistik wird nicht standardisiert erfasst und kann maschinelle Zugriffe enthalten.
 
Bei Formatversionen eines Dokuments, die aus mehreren Dateien bestehen (insbesondere HTML), wird jeweils der monatlich höchste Zugriffswert auf eine der Dateien (Kapitel) des Dokuments angezeigt.
 
Um die detaillierten Zugriffszahlen zu sehen, fahren Sie bitte mit dem Mauszeiger über die einzelnen Balken des Diagramms.
Startseite: 3 Zugriffe PDF: 15 Zugriffe PDF: 3 Zugriffe Startseite: 6 Zugriffe PDF: 28 Zugriffe PDF: 20 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 40 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 31 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe PDF: 48 Zugriffe PDF: 39 Zugriffe Startseite: 5 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe PDF: 24 Zugriffe PDF: 30 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe PDF: 49 Zugriffe PDF: 44 Zugriffe PDF: 50 Zugriffe PDF: 39 Zugriffe PDF: 39 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 41 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 47 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 51 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 47 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 41 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 36 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 49 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 68 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 44 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 52 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 51 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 70 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 50 Zugriffe PDF: 60 Zugriffe PDF: 65 Zugriffe Startseite: 5 Zugriffe PDF: 53 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 38 Zugriffe PDF: 43 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 102 Zugriffe Startseite: 7 Zugriffe PDF: 76 Zugriffe
Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Aug
14
Sep
14
Oct
14
Nov
14
Monat Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Aug
14
Sep
14
Oct
14
Nov
14
Startseite 3   6   3 1 1       5                 1 1 1 4 3 1 4 1 1 4 1 2 3     5 2   4 7
PDF 15 3 28 20 40 35 31 32 48 39 35 24 30 35 49 44 50 39 39 41 47 51 47 41 36 49 68 44 52 51 70 50 60 65 53 38 43 102 76

Gesamtzahl der Zugriffe seit Jul 2011:

  • Startseite – 64 (1.64 pro Monat)
  • PDF – 1720 (44.1 pro Monat)
 
 
Generiert am 22.12.2014, 03:55:00