Austausch der Proteinkontaktflächen in der homodimeren tRNA‐Guanin‐Transglycosylase: ein Weg der funktionellen Regulation

Abstract

tRNA-Guanin-Transglycosylase,e in Target zur Therapie der Shigellen-Ruhr,e rkennt tRNAn ur als Homodimer und führt einen kompletten Nucleobasen-Austauscha n dessen Wobble-Position durch. Inhibitoren des aktiven Zentrums blockieren die Enzymfunktion durch kompetitive Verdrängung der tRNA. In Lçsung dissoziiert der homodimere Wildtyp nur geringfügig,w ährend mutierte Varianten eine er-heblicheMonomerisierung in Lçsung aufzeigen. Ein Inhibitor transformiert das Protein in einen verdrehtenZ ustand, wobei eine Monomereinheit um etwa 1308 8 rotiert. In dieser veränderten Geometrie ist das Enzym nicht länger in der Lage,d ie tRNAz ub inden und zu prozessieren. Drei Zucker-basierte Inhibitoren wurden entworfen und synthetisiert, die das Protein sowohl im funktionell kompetenten als auchimverdrehten inaktiven Zustand binden. Beide Zustände kristallisieren unter identischen Bedingungen nebeneinander im selben Kristallisationsgefäß. Mçglicherweise entspricht die verdrehte inaktive Form mit einem Ruhezustand des Enzyms,d er wichtig für dessen funktionelle Regulation sein kçnnte. Ein großer Te il der strukturell charakterisierten Biomoleküle umfasst eine Vielzahl von Proteinen, die als Oligomer vorkommen. Diese Beobachtung führt unmittelbar zu der Frage,obdie Oligomerisierung einen biologischen Vorteil mit sich bringt. [1,2] Zweifellos bietet eine Oligomerisierung mehrere Optionen zur Regulation einer Proteinfunktion durch Konformations-und/oder Konfigurationsänderungen. Diese Eigenschaften kçnnen realisiert werden, ohne dabei die [*] Dr.