Strukturelle Charakterisierung des lysosomalen 66.3 kDa Proteins und des DNA-Reparaturenzyms Mth0212 mittels Röntgenkristallographie

Diese Doktorarbeit gliedert sich in zwei Abschnitte, welche beide die strukturelle Charakterisierung von Makromolekülen mittels Röntgenkristallographie beinhalten. Abschnitt I befasst sich mit dem lysosomalen 66.3 kDa - Protein aus Maus, dessen zelluläre Funktion bislang nicht bekannt ist. In diesem Zusammenhang sind die erweiterte Anwendung zur Verfügung stehender kristallographischer Methoden sowie die anschließende Analyse der Struktur des 66.3 kDa - Proteins beschrieben. Im Gegensatz dazu ist im zweiten Teil das bakterielle DNA-Reparatur-Enzym Mth0212 dargestellt. Der Fokus liegt auf der detaillierten Strukturanalyse des Proteins in seiner Apo-Form sowie im Komplex mit verschiedenen DNA-Substraten und deren Vergleich mit homologen Enzymen. Auf ein kristallographisches Problem eine sog. Verzwilligung wird nur kurz eingegangen

Structural Basis for Dodecameric Assembly States and Conformational Plasticity of the Full-Length AAA+ ATPases Rvb1?Rvb2

As building blocks of diverse macromolecular complexes, the AAA+ ATPases Rvb1 and Rvb2 are crucial for many cellular activities including cancer-related processes. Their oligomeric structure and function remain unclear. We report the crystal structures of full-length heteromeric Rvb1·Rvb2 complexes in distinct nucleotide binding states. Chaetomium thermophilum Rvb1·Rvb2 assemble into hexameric rings of alternating molecules and into stable dodecamers. Intriguingly, the characteristic oligonucleotide-binding (OB) fold domains (DIIs) of Rvb1 and Rvb2 occupy unequal places relative to the compact AAA+ core ring. While Rvb1’s DII forms contacts between hexamers, Rvb2’s DII is rotated 100° outward, occupying lateral positions. ATP was retained bound to Rvb1 but not Rvb2 throughout purification, suggesting nonconcerted ATPase activities and nucleotide binding. Significant conformational differences between nucleotide-free and ATP-/ADP-bound states in the crystal structures and in solution suggest that the functional role of Rvb1·Rvb2 is mediated by highly interconnected structural switches. Our structures provide an atomic framework for dodecameric states and Rvb1·Rvb2’s conformational plasticity

Initial insight into the function of the lysosomal 66.3 kDa protein from mouse by means of X-ray crystallography

Lakomek K, Dickmanns A, Kettwig M, Urlaub H, Ficner R, Lübke T. Initial insight into the function of the lysosomal 66.3 kDa protein from mouse by means of X-ray crystallography. BMC Structural Biology. 2009;9(1):56-72

De novo sulfur SAD phasing of the lysosomal 66.3 kDa protein from mouse

Lakomek K, Dickmanns A, Mueller U, et al. De novo sulfur SAD phasing of the lysosomal 66.3 kDa protein from mouse. Acta Crystallographica Section D. 2009;65(3):220-228