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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-5605
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/560/

Mellwig, Christian

Struktur der ATP-Synthase - Elektronenmikroskopische Untersuchungen an zweidimensionalen Kristallen und Einzelteilchen

Kurzfassung in Deutsch

Die ATPsynthase aus Chloroplasten ist ein membrangebundenes Enzym, das die ATPsynthese/hydrolyse an einen transmembranen Protonentransport koppelt. In dieser Arbeit wurden strukturelle Untersuchungen an der ATPsynthase aus Chloroplasten mit Hilfe der Elektronenmikroskopie und digitalen Bildverarbeitung durchgeführt, die zu folgenden Ergebnissen führten:

Die zweidimensionale Kristallisation der ATPsynthase mit dem Verfahren der Oberflächenkristallisation, der Mikrodialyse und der Biobead-Methode führte zu kleinen zweidimensionalen Kristallen, die für eine weitere digitale Bildverarbeitung nicht geeignet waren.

Für die Einzelteilbildverarbeitung wurde die ATPsynthase mit Uranylacetat kontrastiert und elektronenmikroskopisch abgebildet. Die Analyse der Teilchenabbildungen ergab, dass sich die Enzyme in verschiedenen Konformationszuständen befanden. Es wurde ein Bildverarbeitungsverfahren entwickelt, das es ermöglichte, die unterschiedlichen Konformeren in zwei Teildatensätze zu trennen. Von beiden wurden dreidimensionale Modelle bestimmt, die sich im Kippwinkel des F0?Teils relativ zur Längsachse des Komplexes unterschieden.

Die Bildverarbeitung von eiseingebetteten Einzelteilchen ergab ein dreidimensionales Modell der ATPsynthase mit einer Auflösung von 2,1 nm. Der längliche F0-Teil und der hexagonale F1-Teil waren durch eine zentrale und eine periphere Verbindung miteinander verknüpft. Die Einpassung verschiedener atomarer Strukturen und Teilkomplexe in die Dichte ermöglichte eine Zuordnung der ?- und ?-Untereinheiten. Es konnte gezeigt werden, dass die 'Stator' bildenden Untereinheiten I, II, IV und ? auf der gleichen Seite des Komplexes lokalisiert sind. Die gut definierten Proteindichten der beiden Verbindungen lassen vermuten, dass die ATPsynthase bei den gegebenen Bedingungen eine Art 'Parkposition' einnimmt, in deren Zustand die katalytischen Bindungsstellen unterschiedlich besetzt sind.