The contribution of foldases to the structural stability of cystein proteases

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Proteasen können durch eine energetische Barriere zwischen nativer und entfalteter Konformation gegen Funktionsverlust unter extremen Umgebungsbedingungen gesichert sein. Bei Serinproteasen wurden beispielhaft gezeigt, daß sich diese Barriere erst am Ende der Biosynthese durch die proteolytische Spaltung der cotranslational gebildeten Proregion aufbaut. Die Proregion ist also ein single-turnover Katalysator der Enzymfaltung. Für die Papainfamilie, dazu gehören alle medizinisch interessanten lysosomalen Cysteinproteasen, gab es bisher keine derartigen Untersuchungen. Die auf Literaturdaten basierende Hypothese, daß zumindest eine Unterfamilie die Proregion als Faltungskatalysator benötigt, haben wir in Vorversuchen mit Cathepsin S erfolgreich geprüft. Darauf aufbauend sollen der Zusammenhang zwischen Foldaseaktivität der Proregionen und Konformationsstabilität der reifen Enzyme bei Vertretern der Cathepsin L- und B- ähnlichen Cysteinproteasen untersucht, sowie die dafür relevanten Strukturmotive und Reaktionsmechanismen identifiziert werden. Da sich die Zymogene der genannten Unterfamilien vor allem in der Länge und Struktur der Proregionen erheblich unterscheiden, werden grundsätzliche Erkenntnisse zur katalysierten Proteinfaltung erwartet.