Struktur und Funktion von Metalloproteinen des anaeroben CO-Metabolismus

Kohlenmonoxid kann als Kohlenstoff- und Energiequelle durch zahlreiche aerobe Bakterien und anaerobe Bakterien und Archaea verwendet werden. In anaeroben Bakterien und Archaea sind drei Metalloproteine, ein Corrinoid-Eisen-Schwefel-Protein, die Ni,Fe-haltige Acetyl-CoA-Synthase und die ebenfalls Ni,Fe-haltige Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (CODHasen) essentiell für beide Prozesse. Die Assemblierung der komplexen Metallzentren in den beiden Ni,Fe-haltigen Enzymen ist abh?ngig von ATPasen, die die Insertion von Ni in die gefalteten apo-Proteine unterstützen sollen.
Die geplanten Arbeiten haben die Aufkl?rung der Funktion und Assemblierung des aktiven Zentrums der Ni,Fe-haltigen CODHasen zum Ziel. Die Kristallstruktur einer CODH aus Carboxydothermus hydrogenoformans konnte bei real atomarer Aufl?sung (dmin < 1.2 ?) bestimmt werden. Für diese CODH wurde ein heterologes Expressionssystem etabliert, das die Isolierung homogener und hoch aktiver CODH Pr?parationen unter anoxischen Bedingungen erlaubt. Die rekombinante Herstellung des Enzyms erlaubt die Untersuchung der katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid am [Ni-4Fe-4/5S] Zentrum durch ortsgerichtete Mutagenese in Kombination mit hochaufl?sender R?ntgenkristallographie. Die Rolle von ATPasen in der Metallinsertion in CODHasen soll durch biochemische und kristallographische Methoden untersucht werden. Heterologe Expressionssysteme für drei ATPasen wurden etabliert, die exprimierten Enzyme gereinigt und für eine ATPase sind bereits streuende Kristalle verfügbar.