Struktur-Funktionsanalyse des periplasmatischen Chaperons SurA aus Escherichia coli

Die molekularen Mechanismen im Periplasma Gram-negativer Bakterien wirkender Chaperone sind weitgehend ungeklärt. In dem hier beantragten Vorhaben soll daher der Chaperonfunktion der periplasmatischen Peptidyl-Prolyl-Isomerase (PPIase) SurA aus Escherichia coli nachgegangen werden. SurA ist entscheidend an der Reifung der Proteine der äußeren Membran beteiligt. Das Protein ist aus einer aminoterminalen Region bisher unbekannter Funktion, zwei sich anschließenden PPIase-Domänen und einer kurzen, C-terminalen Sequenz aufgebaut. Behrens et al. [1] zeigten, dass SurA in vivo jedoch primär die Funktion eines Chaperons hat, während die Isomeraseaktivität, wenn überhaupt, nur eine untergeordnete Rolle spielt: eine SurA-Variante, in der beide PPIase-Domänen deletiert sind, erfüllt die in vivo-Funktion des intakten SurA-Proteins nahezu vollständig und vermittelt Chaperon-Aktivität in vitro. Zudem wurde nachgewiesen, dass SurA selektiv in vitro neu-synthetisierte Porine bindet. Diese Befunde deuten darauf hin, dass SurA möglicherweise ein auf die Porin-Biogenese spezialisiertes Chaperon des Periplasmas ist. Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll die molekulare Basis der Substratspezifität und der Chaperonfunktion des SurA-Proteins in biochemischen Studien charakterisiert und die Struktur-Funktionsbeziehung in SurA – die Struktur des Proteins wurde kürzlich kristallograpisch gelöst [2] – genetisch geklärt werden. [1] Behrens, S., Maier, R., de Cock, H., Schmid, F.X. und C.A. Gross (2001). EMBO J. 20: 285-294.[2] Bitto, E. und D. McKay (2002). Structure 10: 1489-1498.