In der vorliegenden Arbeit wurde die Tryptophan Synthase aus Sulfolobus solfataricus strukturell und funktionell untersucht. Zu diesem Zweck wurden die Operon-ständigen Gene strpA und strpB2a, sowie das nicht Operon-ständige strpB2b getrennt in Escherichia coli exprimiert, die Genprodukte gereinigt und charakterisiert. sTrpB2a und sTrpB2b katalysieren mit vergleichbar hoher Effizienz die Synthese von Tryptophan aus Serin und Indol. Während sTrpB2b nicht mit sTrpA interagiert, bilden sTrpB2a und sTrpA einen schwachen, möglicherweise transienten Komplex. Durch diese Komplexbildung kommt es zu einer Aktivierung von sTrpA, eine Aktivierung von sTrpB2a konnte nicht nachgewiesen werden.
Um die strukturellen Unterschiede zwischen sTrpB2a und sTrpB2b, die über eine Interaktion mit sTrpA entscheiden festzulegen, wurde die Kontaktfläche zwischen sTrpB2a und sTrpA mit bioinformatischen Methoden analysiert. Ausgewählte Positionen wurden einer gezielten Mutagenese unterworfen und die Proteinvarianten gereinigt und charakterisiert. Eine Deletion von drei Aminosäuren in sTrpB2a führte dabei zu einer deutlichen Schwächung der Komplexbildung mit sTrpA.
Zusammenfassend lässt sich aus den Ergebnissen ein Schema für die Evolution der Tryptophan Synthase entwickeln. Ausgehend von einem frühen Vorläufer führte Genduplikation zur Existenz von zwei trpB-Genen, von denen eines im trp-Operon vorliegt. Aus dem im trp-Operon kodierten TrpB Protein entwickelte sich durch Optimierung der Kontaktfläche, ausgehend von einer schwachen Interaktion, der Tryptophan Synthase Komplex heutiger mesophiler Bakterien
