Cholesterol Oxidase, Regulation of oxygen reactivity, activation and transport

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Die Cholesterol Oxidase ist ein Flavoprotein, das beim Steroidmetabolismus eine zentrale Rolle spielt und molekularen Sauerstoff als Elektronenakzeptor verwendet. Das Enzym wird bei der klinischen Diagnostik eingesetzt (Bestimmung von Cholesterin im Serum) und hat Potential für Anwendungen bei der Schädlingsbekämpfung. Aus der von uns kürzlich ermittelten dreidimensionalen Struktur ist ein schmaler, hydrophober Kanal erkennbar, der das Aktivzentrum mit dem Lösungsmittel verbindet. Im Kanal ist ein Glu-Arg Aminosäurepaar positioniert, das in Abhängigkeit von der Anwesenheit von Liganden und vom Redoxzustand des Kofaktors eine "offene" oder eine "geschlossene" Konformation einnehmen kann. Daraus wurde die Hypothese abgeleitet, dass der Kanal der Diffusion von molekularem Sauerstoff dient. Hierbei würde das Aminosäurepaar im Sinne eines Tors Bestandteil eines Mechanismus sein, der die Reaktivität des Enzyms mit Sauerstoff moduliert. Kanäle und Domänen mit ähnlicher, postulierten Funktion sind kürzlich bei Hämproteinen identifiziert worden. Es ist somit denkbar, dass diese Art der Regulation des Sauerstoffzugangs einen elementaren Mechanismus widerspiegelt, dem allgemeine Bedeutung zukommt. Beim vorliegenden Projekt soll die Cholesterol Oxidase als Modellsystem für die Verifizierung des genannten Postulats eingesetzt werden. Hierbei soll eine Kombination von Röntgenstrukturaufklärung von Proteinen zur Anwendung kommen.