Funktionelle Charakterisierung der humanen MPT-Synthase Sulfurase MOCS3 in der Molybdän-Kofaktor Synthese : Untersuchungen zur physiologischen Funktion eines Rhodanese-ähnlichen Proteins im Menschen

Matthies, Andreas

Die Biosynthese des Molybdän-Kofaktors kann in drei Grund-Schritte unterteilt werden. Ausgehend von GTP wird Precursor Z hergestellt. Die Einführung einer Dithiolengruppe durch die MPT-Synthase schließt die Synthese des Molybdopterins (MPT) ab. MPT wird im letzten Schritt durch die Komplexierung des Molybdän-Atoms in aktiven Moco umgewandelt. Der Schwefel zur Bildung von MPT aus Precursor Z liegt in Form einer Thiocarboxylat-Gruppe am C-Terminus von MOCS2A vor. Zur Regenerierung der Thiocarboxylat-Gruppe wird MOCS2A durch Bildung einer Acyl-Adenylat-Gruppe aktiviert, bevor der Schwefel übertragen werden kann. Gegenstand dieser Arbeit war die funktionelle Charakterisierung von humanem MOCS3, welches über eine C-terminale Rhodanese-ähnliche Domäne verfügt. Nach Reinigung dieser separaten Domäne von MOCS3 konnte gezeigt werden, dass diese in der Lage ist, den Schwefel für die Thiocarboxylierung von MOCS2A bereit zu stellen. Dies war der erste Beweis eines physiologischen Substrates eines Rhodanese-ähnlichen Proteins im Menschen. Gerichtete Mutagenesen zeigten, dass Cys-412 essentiell für die Sulfurtransferase-Aktivität ist. Die Ausbildung einer Persulfid-Gruppe am katalytisch aktiven Cys-412 konnte direkt durch ESI-MS nachgewiesen werden. Es konnte ein Modell zur Thiocarboxylierung von MOCS2A durch MOCS3 aufgestellt werden.

The biosynthesis of the molybdenum-cofactor can be seperated into three steps. Starting from GTP, Precursor Z is formed. Forming of a dithiolen-group by the MPT synthase leads to molybdopterin (MPT). In the third step moco is formed by the insertion of molybdenum into MPT. The sulfur for the MPT generation is carried on the C-terminus of MOCS2A as a thiocarboxylate group. For the regeneration of the thiocarboxylate MOCS2A has to be activated by forming a acyl-adenylate group before sulfuration can take place. Topic of this work was the functionell characterisation of human MOCS3 which has a C-terminal rhodanese-like domain. After purification of this domain it was shown that this rhodanese-like domain can deliver the sulfur for thiocarboxylation of MOCS2A. This was the first evidence for a physiological substrate of a rhodanese-like protein in humans. Site directed mutagenesis showed that cys-412 is essentiell for sulfurtransferase activity. Forming of a persulfide group on the catalytical cys-412 was directly shown by massspectrometry. A model for the thiocarboxylation of MOCS2A by MOCS3 has been suggested.

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Matthies, Andreas: Funktionelle Charakterisierung der humanen MPT-Synthase Sulfurase MOCS3 in der Molybdän-Kofaktor Synthese : Untersuchungen zur physiologischen Funktion eines Rhodanese-ähnlichen Proteins im Menschen. 2005.

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