Die Transmembranhelix des Amyloid-Vorläuferproteins - strukturelle Voraussetzung für die Intramembranproteolyse durch die gamma-Sekretase

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Die Entstehung der Alzheimer Krankheit ist ursächlich mit der sequenziellen Proteolyse der Transmembrandomäne des Amyloid-Vorläuferproteins verknüpft. Die Intramembranproteolyse erfordert vermutlich die lokale und transiente Auffaltung der Substrathelix und wird durch deren Homodimerisierung beeinflusst. Im vorliegenden Projekt sollen beide für die Spaltung kritischen strukturellen Eigenschaften dieser Transmembranhelix systematisch aufgeklärt werden. Durch eine Kombination von Deuterium/Wasserstoffaustauschexperimenten und Molekulardynamiksimulation wollen wir die konformationelle Dynamik der Transmembranhelix in atomarer Auflösung untersuchen. Diese Helixdynamik wollen wir ortsspezifisch durch sukzessive Mutation natürlicher Reste zu Prolin erhöhen und die potenziell veränderte Proteolyse durch γ-Sekretase experimentell überprüfen. Die Bedeutung der Helix- Helix Dimerisierung für die Spaltung wird durch die Analyse kovalenter Dimere untersucht. Die Ergebnisse sollen klären (1) wie ausgeprägt die lokale Auffaltung der Substrathelix für die Spaltung durch γ-Sekretase sein muss, (2) ob das Enzym ein monomeres oder ein dimeres Substrat erkennt und (3) ob Dimerisierung die Proteolyse durch sterische Behinderung und/oder die veränderte Rückgratdynamik verändert.