Zellfreien Proteinsynthese und ko-translationale Proteinfaltung

  Cell-free_fluorescence Fitter Schematische Darstellung der oberflächenverankerten Ribosomen, welche GFP synthetisieren, und des benutzten Aufbaus für simultane zweifarben Bildgebung.

Die Proteinsynthese ist ein essentieller zellulärer Prozess, bei dem Ribosomen die genetische Information in eine Sequenz von Aminosäuren übersetzt. Dieser hochkomplexe Vorgang wird von einer „Translationsmaschinerie“ bewerkstelligt, welche Ribosomen, unterstützende Proteine, tRNA, mRNA und verschiedene Faktoren beinhaltet. Die Tatsache, dass die Proteinsynthese nicht notwendigerweise in einer lebenden Zelle ablaufen muss, sondern auch in zellfreien Proteinsynthese-Assays stattfinden kann, hat in der Praxis aufschlussreiche Studien zur Synthese ermöglicht. Wir haben im Rahmen unserer Forschung von diesem Potential Gebrauch gemacht, indem wir die Synthese des „green fluorescence protein“ (GFP) in Echtzeit auf Einzelmolekülniveaus verfolgt haben. Die Unterdrückung der Proteinloslösung vom Ribosom nach der Proteinsynthese und die zeitaufgelöste Fluoreszenzabbildung ermöglichten es uns, die GFP Entstehungszeiten und die Quantifizierung des Anteils aktiver Ribosomen in dem Reaktions-Assay zu bestimmen. Da die ko-translationale Proteinfaltung besonders für Multidomänenproteine von Bedeutung ist, entwickeln wir derzeit Ansätze diese Art der Faltung im Falle von PGK Konstrukten zu untersuchen.

 

Publikationen

A. Katranidis, D. Atta, R. Schlesinger, K.H. Nierhaus, T. Choli-Papadopoulou, I. Gregor, M. Gerrits, G. Büldt and J. Fitter
Fast biosynthesis of GFP molecules - a single molecule fluorescence study
Angewandte Chemie Int. Edit., 48, 1758-1761, (2009)

P. Lamprou, D. Kempe, A. Katranidis, G. Büldt, and J. Fitter
Nanosecond Dynamics of Calmodulin and Ribosome-Bound Nascent Chains Studied by Time-Resolved Fluorescence Anisotropy .
ChemBioChem, 15, 977-985, (2014)