Charakterisierung der Untereinheit e der mitochondrialen F1FO-ATP Synthase aus Saccharomyces cerevisiae

Published: June 17, 2002, 11 a.m.

b'Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die Funktion der Untereinheit e\\n(Sue) der mitochondrialen F1FO-ATP Synthase von Saccharomyces cerevisi-ae.\\nAnhand der Resultate der durchgef\\xfchrten Experimente wurden folgende\\nSchlussfolgerungen gezogen:\\n(1) Sue ist der Lage, ein Sue-Homodimeres zu bilden. Das Protein spielt\\neine zentrale Rolle bei der Assemblierung der F1FO-ATP Synthase zu einem\\nstabilen Dimer. Sue-Disruptanten bilden entsprechend kein stabiles ATP\\nSynthase-Dimeres aus. Die C-terminalen 36 Aminos\\xe4urereste von Sue, die\\ngegen\\xfcber Untereinheiten e aus S\\xe4ugerzellen zus\\xe4tzlich vorhanden sind, sind\\nf\\xfcr die Dimerisierung von Sue und der F1FO-ATP Synthase ohne Bedeutung.\\n(2) Zwischen den Untereinheiten e und k, die beide im FO-Sektor der ATP\\nSynthase lokalisiert sind, besteht eine enge r\\xe4umliche Beziehung. F\\xfcr die In-teraktion\\nvon Sue mit Suk ist der Bereich von Sue, der anderen Untereinheiten\\ne aus S\\xe4ugerzellen \\xe4hnelt, ausreichend.\\n(3) Im Hefegenom wurde ein der Sequenz von Suk nahe verwandtes Le-seraster\\ngefunden. Die Sequenz\\xe4hnlichkeit auf Aminos\\xe4ureebene betr\\xe4gt\\n45%. Ein entsprechendes hypothetisches Protein wurde als Suk hom bezeichnet.\\nEine Deletion dieser Sequenz allein oder gemeinsam mit dem Gen f\\xfcr Suk\\nblieb ohne Auswirkungen auf die oxidative Phosphorylierung, die Assemblie-rung\\nder F1FO-ATP Synthase und die Expression von Untereinheiten des FO-Sektors\\nder F1FO-ATP Synthase.\\n(4) Die Dimerisierung der F1FO-ATP Synthase und somit auch die Funkti-on\\nvon Sue als Dimerisierungsfaktor erwies sich als essentiell f\\xfcr die Funkti-on\\nweiterer Komponenten der Atmungskette: der Cytochrom c-Oxidase und\\ndes Cytochrom bc1-Komplexes. Die Assemblierung der ATP Synthase wirkt\\nsich auf die Aktivit\\xe4ten der beiden Komponenten des Cytochrom bc1-COX-Suprakomplexes\\naus. Sie beeinflusst auch deren Assemblierung in den Supra-komplex\\nbeziehungsweise seine Stabilit\\xe4t. Die Anwesenheit der Region von\\nSue, die anderen Untereinheiten e aus S\\xe4ugetierzellen \\xe4hnelt, reicht f\\xfcr die\\nBildung des Cytochrom bc1-COX-Suprakomplexes aus. Das Dimer der ATPase Synthase ist demzufolge in den Suprakomplex einge-bunden.\\nAllerdings hat der Assemblierungszustand des Cytochrom bc1-COX-Suprakomplexes\\nkeinerlei Auswirkungen auf die Assemblierung der ATP\\nSynthase. Dies deutet auf einen hierarchisch ablaufenden Proze\\xdf der Bildung\\neines Suprakomplexes aus Cytochrom bc1-Komplex, Cytochrom c-Oxidase\\nund F1FO-ATP Synthase hin.\\nDie ATP Synthase nutzt zur Bildung von ATP den elektrochemischen Gra-dienten\\n\\xfcber die innere Mitochondrienmembran, an dessen Aufbau der Cy-tochrom\\nbc1-Komplex und die Cytochrom c-Oxidase beteiligt sind. Eine Ein-bindung\\ndieser Enzyme in einen Suprakomplex w\\xfcrde eine koordinierte Re-gulation\\nder oxidativen Phosphorylierung erm\\xf6glichen.\\n(5) Zwischen der Untereinheit Sue der F1FO-ATP Synthase und der Unter-einheit\\nCox2 der Cytochrom c-Oxidase konnte eine enge r\\xe4umliche Bezie-hung\\nnachgewiesen werden. Diese ist von der Funktionalit\\xe4t der F1FO-ATP\\nSynthase abh\\xe4ngig.\\nAnhand der Ergebnisse der vorliegenden Arbeit konnte somit folgende Erkl\\xe4-rung\\nf\\xfcr die Funktion der Untereinheit e der mitochondrialen F1FO-ATP\\nSynthase gefunden werden:\\nSue dient als Dimerisierungsfaktor der F1FO-ATP Synthase. Die Dimerisie-rung\\nvon Sue und damit die Dimerisierung der ATP Synthase ist essentiell f\\xfcr\\ndie Stabilisierung des Cytochrom bc1-COX-Suprakomplexes und die Funkti-on\\nseiner Komponenten.'