Funktionelle Untersuchungen von Arthropoden-Hämocyanin in vivo und in vitro

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Hämocyanine sind große Kupferproteine, die in der Hämolymphe vieler Arthropoden dem Transport von Sauerstoff dienen. Im Gegensatz zur Lehrbuchmeinung besitzen viele "basale" Insekten neben dem Tracheensystems zusätzlich Hämocyanin zur O2-Versorgung. Mittels RNA-Interferenz soll Hämocyanin in Ofenfischchen, Gespenstschrecken und Heuschrecken ausgeschaltet, und so durch Untersuchung der Expressionsänderung von Hypoxie-Genen und des O2-Verbrauch die Bedeutung von Hämocyanin für die O2-Versorgung der Insekten geklärt werden. Durch Ermittlung der relativen Hämocyanin-Expression in Collembolen aus verschiedenen Lebensräumen soll untersucht werden, welche Rolle dieses Protein bei der Anpassung an Sauerstoffmangel spielt. In vorangegangenen Arbeiten ist es uns erstmals gelungen, ein Arthropoden-Hämocyanin, sowie ein verwandtes Protein, das Hexamerin LSP-2, rekombinant in E. coli zu exprimieren. Zur methodischen Etablierung soll zunächst die Struktur von LSP-2 mittels CD-Spektroskopie und Röntgenstrukturanalyse ermittelt werden. Der Einbau von Cu+ in das rekombinante Hämocyanin muss optimiert werden, um Material für anschließende funktionelle Untersuchungen (O2-Bindungskinetik) und Strukturbestimmung zu erhalten. Damit wird es möglich sein, Mutagenese-Experimente durchzuführen, um die spezifische Funktion einzelner Aminosäuren in O2-Bundung und in der Struktur zu verstehen.