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Proteinfaltung und post-translationale Proteinfaltung und post-translationale ProzessierungProzessierung
Jonathan HowardJonathan HowardInstitute for GeneticsInstitute for Genetics
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Der Aufbau einer Polypeptidkette
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Eigenschaften der Seitenketten
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Umdrehungspotential bei Polypeptidketten
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Ramachandran plot: Umdrehungspotential ist begrenzt
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Wechselwirkungen zwischen Proteinsträngen
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Faltung, Entfaltung und Wiederfaltung eines Proteins
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Wiederholte “Sekundarstrukturen”: Die Helix
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Wiederholte “Sekundarstrukturen”: -Stränge und -Faltblätter
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Proteine aus verschiedenen Sekundarstrukturelementen aufgebaut
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Co-translationale Proteinfaltung
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Chaperone helfen bei der ProteinfaltungChaperone helfen bei der Proteinfaltung
Heatshock Protein 70 (hsp70, Mitglied einer Familie von hsp70 Proteinen)Heatshock Protein 70 (hsp70, Mitglied einer Familie von hsp70 Proteinen)bindet an kurze hydrophobe Sequenzabschnitte (7 AS).bindet an kurze hydrophobe Sequenzabschnitte (7 AS).
Hsp70 besitzt eine ATPase Domäne, die anhaftendes ATP zu ADP spaltet,Hsp70 besitzt eine ATPase Domäne, die anhaftendes ATP zu ADP spaltet,und so eine enge Anlagerung bewirkt, die die Faltung verunmöglicht.und so eine enge Anlagerung bewirkt, die die Faltung verunmöglicht.
Nukleotid-Austausch-Faktoren setzen ADP frei und erlauben erneute ATPNukleotid-Austausch-Faktoren setzen ADP frei und erlauben erneute ATPAnlagerung, so bekommt das Protein wieder Spielraum und kann seineAnlagerung, so bekommt das Protein wieder Spielraum und kann seineFaltung fortsetzen.Faltung fortsetzen.
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Chaperone helfen bei der ProteinfaltungChaperone helfen bei der Proteinfaltung
Heatshock Protein 60 (hsp60, Mitglied einer Familie Heatshock Protein 60 (hsp60, Mitglied einer Familie von hsp60 Proteinen, heisst GroEL in Bakterien undvon hsp60 Proteinen, heisst GroEL in Bakterien undTCP-1 in Vetebraten) hat eine faßförmige Struktur, TCP-1 in Vetebraten) hat eine faßförmige Struktur, in deren Pore wiederholte Faltungsversuche durch-in deren Pore wiederholte Faltungsversuche durch-geführt werden können - ein Zyklus dauert 15 sec.geführt werden können - ein Zyklus dauert 15 sec.
Hsp60 arbeitet mit der vollständigen Proteinkette,Hsp60 arbeitet mit der vollständigen Proteinkette,also später in der Biosynthese als hsp70, das sichalso später in der Biosynthese als hsp70, das sichbereits an wachsende Proteinketten anlagert. Auchbereits an wachsende Proteinketten anlagert. AuchHsp60 ist eine ATPase.Hsp60 ist eine ATPase.
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Abbau von nicht richtig gefaltenen ProteinenAbbau von nicht richtig gefaltenen Proteinen
Bis zu einem Drittel aller neu Bis zu einem Drittel aller neu synthetisierten Proteinketten werden synthetisierten Proteinketten werden gleich wieder abgebaut, weil sie in gleich wieder abgebaut, weil sie in den verschiedenen den verschiedenen Qualitätskontrollen scheitern.Qualitätskontrollen scheitern.
AggregatbildungAggregatbildung
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Unlösliche Proteinaggregate sind ein besonderes ProblemUnlösliche Proteinaggregate sind ein besonderes Problemfür langlebige Zellen wie z.B. Nervenzellen:für langlebige Zellen wie z.B. Nervenzellen:
Verschiedene neurodegenerative Erkrankungen lassen sich kausalVerschiedene neurodegenerative Erkrankungen lassen sich kausalauf die fortlaufende Ablagerung von unlöslichen Protein-Aggregatenauf die fortlaufende Ablagerung von unlöslichen Protein-Aggregatenzurückführen:zurückführen:
Alzheimersche Krankheit - ß AmyloidAlzheimersche Krankheit - ß AmyloidRinderwahnsinn - PrionenRinderwahnsinn - PrionenVeitstanz - Huntingtin mit PolyglutaminsequenzenVeitstanz - Huntingtin mit Polyglutaminsequenzen
Aggregatbildung
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Wo in der Zelle werden Proteine gefaltet?Wo in der Zelle werden Proteine gefaltet?
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Signalsequenzen leiten Proteine in verschiedene KompartimenteSignalsequenzen leiten Proteine in verschiedene Kompartimente
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Signalsequenzen leiten in verschiedene KompartimenteSignalsequenzen leiten in verschiedene Kompartimente
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Proteintranslokation in das endoplasmatische Reticulum
Biogenese der sekretorischen Proteine und Membranprotein
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Proteintranslokation in das endoplasmatische Reticulum
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Proteintranslokation in das endoplasmatische Reticulum
Signal recognition particle
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The SRP cycle
Proteintranslokation in das endoplasmatische Reticulum
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Translokation in das Mitochondrion
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Translokation in das Mitochondrion
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Translokation in das Mitochondrion
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Translokation in das Mitochondrion
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Ende der Vorlesung31. Mai 2011-3. Juni 2011