Funktion und molekulare Struktur der nicht-phosphorylierenden Glycerinaldehyd-3-Phosphat Dehydrogenase von Thermoproteus tenax

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In vitro-Untersuchungen charakterisieren die NAD+-abhängige, nicht-phosphorylierende Glycerinaldehyd-3-Phosphat Dehydrogenase (GAPN) von Thermoproteus tenax als allosterisch hoch reguliertes Enzym und weisen darauf hin, dass dieses Enzym eine zentrale Kontroll-Funktion im katabolen Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)-Weg des Organismus ausübt. Die geplanten Arbeiten zielen darauf ab, die Aktivitäts-Modulation der GAPN unter physiologischen Bedingungen zu bestimmen, um damit die Bedeutung der GAPN für die Kontrolle des Kohlenhydrat-Metabolismus in T. tenax zu belegen und die strukturellen Grundlagen für die katalytischen und regulatorischen Eigenschaften des Enzyms zu analysieren. Zur Bestimmung der GAPN-Aktivität unter physiologischen Bedingungen sollen Enzym-Assays angewandt werden, die bezüglich der Konzentration von Substrat, Kosubstrat und der als Effektoren des Enzyms wirkenden Stoffwechsel-, Energie-Metabolite und Redoxäqivalente sowie bezüglich des pH-Wertes, der dominanten Kationen und Trehalose die intrazelluläre Situation von T. tenax unter verschiedenen trophischen Wachstumsbedingungen simulieren. Röntgen-kristallographische Analysen, die in enger Zusammenarbeit mit der EMBL-Außenstation, Hamburg, durchgeführt werden, sollen Einblick in die molekularen Grundlagen der Katalyse, der allosterischen Regulation und der außerordentlich hohen thermalen Stabilität des Enzyms geben.