Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors

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Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Ziel
des
Versuchs
ist
die
Charakterisierung
des
in
Versuch
II
gereinigten
Proteinkinaseinhibitors GST-PKI. Dazu soll zunächst die Inhibition der katalytischen (C)
Untereinheit der cAMP-abhängigen Proteinkinase (PKA) durch GST-PKI untersucht werden.
Am zweiten Versuchstag wird dann die Konzentration an aktivem GST-PKI durch Titration
gegen die C-Untereinheit bestimmt.
Hintergrund:
Proteinkinasen als zentrale Schaltstellen der Signaltransduktion:
Eukaryotische Zellen müssen ständig in der Lage sein, auf wechselnde Signale in ihrer
Umgebung zu reagieren und ihren Metabolismus entsprechend anzupassen. Extrazelluläre
Signale (z.B. Hormone, Neurotransmitter, Cytokine) müssen dabei in eine zelluläre Antwort
umgewandelt werden (Übersichtsartikel: Hunter, 2002). Eine zentrale Rolle bei der
Signalweiterleitung in der Zelle kommt den Proteinkinasen zu. Proteinkinasen stellen die
zweitgrößte Proteinfamilie in Säugern dar, im menschlichen Genom wurden nach Vollendung
des Humanen Genomprojekts 518 Kinasen identifiziert (Manning et al., 2002). Kinasen
zeichnen sich dadurch aus, dass sie das γ-Phosphat eines ATP- (oder GTP-) Moleküls auf ihre
Substrate übertragen und dadurch deren physikochemische Eigenschaften verändern, was im
Allgemeinen funktionelle Konsequenzen hat (s.u.). Bei den Proteinkinasen unterscheidet man
– nach dem Aminosäurerest, der phosphoryliert wird – zwischen Serin-/Threonin- und
Tyrosinkinasen. Daneben gibt es auch die Gruppe der dualspezifischen Proteinkinasen, die
beide Arten von Aminosäuren modifizieren können (Übersichtsartikel: Pawson and Scott,
2005).
Die Phosphorylierung eines Proteins führt häufig zu dessen Aktivierung, kann jedoch in
anderen Fällen auch inaktivierend wirken oder beispielsweise eine neue Bindungsstelle für
andere Proteine generieren (Bsp.: SH2-Domänen). Proteinkinasen sind häufig selbst Ziel einer
aktivierenden Phosphorylierung (s. Abb.1), d.h. die betreffende Proteinkinase ist dann das
Substrat einer anderen, übergeordneten Proteinkinase. Dies führt dazu, dass die
Signaltransduktion häufig in Form von hierarchisch strukturierten Proteinkinasekaskaden
(Bsp.: Mitogen Aktivierte Protein (MAP) Kinasekaskade) erfolgt, bei denen eine einmal
aktivierte Proteinkinase ihre Substratkinasen phosphoryliert, die ihrerseits wiederum eine
1
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Insulinrezeptorkinase (IRK)
aktiv
Insulinrezeptorkinase (IRK)
inaktiv
Abb1: Aktivierende Phosphorylierung der Insulinrezeptorkinase (IRK)
Im unphosphorylierten Zustand ist die IRK inaktiv (links). Durch Phosphorylierung
von drei Tyr-Resten (links grün, rechts gelb) wird sie aktiviert und kann ATP (rot) im
katalytischen Spalt binden
Vielzahl
von
Substraten
phosphorylieren
können,
usw.
Der
damit
verbundene
Verstärkungseffekt macht eine strikte Regulation der Kinaseaktivität innerhalb der Zelle
notwendig. Dies kann durch verschiedenartige Mechanismen gewährleistet werden: Wie
erwähnt, ist häufig zunächst eine Phosphorylierung notwendig, um Kinasen zu aktivieren.
Diese Aktivierung kann von den Gegenspielern der Kinasen – den Phosphatasen – durch
Abspaltung des Phosphatrestes rückgängig gemacht werden. Es handelt sich also um eine
reversible Modifikation des Substratproteins – die ein schnelles An- und Abschalten eines
Signalweges ermöglicht. Daneben gibt es häufig regulatorisch wirkende Proteine, die als
Inhibitoren auch aktivierte Proteinkinasen hemmen, wobei diese Hemmung wiederum durch
Bindung
von
Effektormolekülen
beeinflusst
werden
kann.
Welche
dramatischen
Konsequenzen eine Deregulation dieses komplexen Netzwerks haben kann, zeigt die
Tatsache, dass eine Vielzahl von Krankheiten, insbesondere
Krebserkrankungen, auf
fehlregulierte Kinasen zurückzuführen sind.
2
Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Die cAMP-abhängige Proteinkinase (Proteinkinase A, PKA):
Eine der ersten Proteinkinasen überhaupt, die beschrieben und gereinigt wurden, ist die cAMP
abhängige Proteinkinase (PKA, Walsh et al, 1968). Diese gut charakterisierte Kinase gilt als
Prototyp und Modell für die gesamte Proteinfamilie. Das im Ruhezustand inaktive PKAHoloenzym setzt sich aus zwei regulatorischen (R) und zwei katalytischen (C) Untereinheiten
zusammen, wobei die regulatorischen Untereinheiten die katalytischen mit hoher Affinität
binden und dadurch hemmen. Wird in der Zelle aufgrund eines externen Stimulus der
sekundäre Botenstoff zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) freigesetzt, binden die RUntereinheiten je zwei Moleküle cAMP, worauf das Holoenzym in ein Dimer aus
regulatorischen und die beiden freien katalytischen Untereinheiten dissoziiert (vgl. Formel [1]
und Abb.2].
R2C2 + 4 cAMP
R2•(cAMP)4 + 2 C
[1]
Die freien C-Untereinheiten sind damit aktiv und können nun Substrate im Cytoplasma und
im Zellkern phosphorylieren und dadurch eine Vielzahl zellulärer Prozesse, wie z.B.
Zellstoffwechsel, Zellwachstum und –differenzierung oder Apoptose (gerichteter Zelltod)
beeinflussen (Übersichtsartikel: Shabb, 2001). Wie alle Proteinkinasen unterliegt die PKA
dabei einer strikten Regulation. Sinkt der cAMP-Spiegel in der Zelle - durch die Aktivität der
cAMP spaltenden Phosphodiesterasen (PDE) - wieder ab, werden die C-Untereinheiten durch
Bindung an die R-Untereinheiten wieder inaktiviert. Ein weiterer wichtiger physiologischer
Inhibitor der PKA ist der hitzestabile Proteinkinaseinhibitor (PKI, Walsh et al., 1971), der im
vorhergehenden Versuch als GST-Fusionsprotein (GST-PKI) gereinigt wurde. PKI reguliert
die Aktivität der C-Untereinheiten im Zellkern, in den die R-Untereinheiten aufgrund ihrer
Größe nicht gelangen können. Wenn das PKI-Protein die C-Untereinheit bindet, wird ein
Kernexportsignal (NES = Nuclear Export Signal) in der Aminosäuresequenz des PKI
freigelegt und der PKI-C Proteinkomplex wird ins Cytoplasma exportiert (Abb. 2). Im
Gegensatz zur Inhibition durch die R-Untereinheiten kann die Inhibition durch PKI nicht mit
cAMP aufgehoben werden. Im Cytoplasma wird der PKI-C Komplex auf noch ungeklärte
Weise getrennt und die katalytischen Untereinheiten wieder an die regulatorischen gebunden.
3
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R
R
PKI
PKI
PKI
R
R
PKI
cAMP
R
R
+ATP
+ATP
Protein
Protein
Protein
P
Cytoplasma
Protein
P
Zellkern
Abb. 2: Regulationsmechanismus der PKA. Erläuterung im Text. C – katalytische Untereinheit, R –
regulatorische Untereinheit der PKA; PKI - Proteinkinaseinhibitor
Enzymaktivitätsbestimmung:
Grundlage der im Praktikumsversuch durchzuführenden Messungen ist ein gekoppelter
enzymatischer Test, in dem die Umsetzung des Substrates spektrophotometrisch verfolgt
werden
kann.
Bei
diesem
Phosphorylierungsreaktion
Enzymtest
gekoppelt
mit
ist
die
von
der
von
der
Pyruvatkinase
PKA
(PK)
katalysierte
und
der
Lactatdehydrogenase (LDH) katalysierten enzymatischen Reaktionen (Abb. 3).
Kemptide + ATP
Proteinkinase A
ADP + Kemptide- P
ADP + Phosphoenolpyruvat
Pyruvatkinase
Pyruvat + ATP
Pyruvat + NADH+H+
Lactatdehydrogenase
Lactat + NAD+
Abb. 3: Reaktionsschema für den gekoppelten Enzym-Assay (Cook-Assay, nach Cook et al. 1982)
Dabei wird zum einen das Kosubstrat ATP ständig regeneriert, zum anderen wird im letzten
Reaktionsschritt NADH+H+ zu NAD+ oxidiert. Aufgrund der 1:1 Stöchiometrie der
4
Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
gekoppelten Reaktionen ist der NADH-Verbrauch ein direktes Maß für die Zahl der
übertragenen Phosphatgruppen. Die Entstehung von NAD+ kann über die Messung der
Extinktion bei 340 nm verfolgt werden, da NADH+H+ bei dieser Wellenlänge ein
Absorptionsmaximum aufweist, NAD+ dagegen bei 340 nm nicht absorbiert (Abb.4).
Abb. 4: Vergleich der Absorptionsspektren und der Struktur von NAD+/NADH
Als Substrat für die Phosphorylierungsreaktion wird im Versuch das Peptid Kemptide
verwendet. Dieses Heptapeptid mit der Sequenz LRRASLG wird von der PKA unter ATPVerbrauch am Serinrest phosphoryliert. Wichtig für die Substraterkennung durch die PKA
sind dabei die beiden basischen Argininreste an Position P–2 und P–3 (relativ zum
phosphorylierenden Rest P-0), sowie ein hydrophober Rest an Position P+1 (Leucin). Auch
die Inhibition durch PKI und die in diesem Versuch verwendete R-Untereinheit RIα beruht
auf der Erkennung einer solchen Konsensussequenz. Bei diesen beiden Inhibitoren befindet
sich jedoch anstelle eines phosphorylierbaren Serin- oder Threoninrestes ein Alaninrest (Abb.
5), so dass das Protein zwar wie ein Substrat gebunden wird, die Phosphatübertragung jedoch
nicht stattfinden kann, daher spricht man auch von Pseudosubstratinhibitoren. Da beide
Inhibitoren mit dem Substrat um die Bindungsstelle kompetieren, handelt es sich um eine
kompetitive Hemmung.
5
Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
LRRASLG
Kemptide
Substrat
92
RRRRGAISA
RIα-Untereinheit (AS 92-100)
16
TGRRNAIHD
PKI (AS 16-24)
Pseudosubstratinhibitoren
Abb. 5: Vergleich der Konsensussequenzen von Kemptide und den Pseudosubstratinhibitoren
RIα und PKI. Die für die Substraterkennung durch die PKA relevanten Aminosäurereste sind
durch Fettdruck hervorgehoben, die Phosphorylierungsstelle in Kemptide ist unterstrichen.
Durchführung:
Benötigte Lösungen und Reagenzien:
Assay-Mix:
100 mM MOPS-Puffer, pH 7,0
Æ physiolog. Pufferbedingungen
10 mM MgCl2
Æ Mg++ nötig für ATP-Bindung
1 mM Phosphoenolpyruvat
Æ Substrat für Pyruvatkinase
1 mM ATP
Æ Kosubstrat der PKA
0,2 mM NADH
Æ Kosubstrat der LDH
8,4 U/ml Pyruvatkinase
Æ Katalyse der 1. gekoppelten Reaktion
15 U/ml Lactatdehydrogenase
Æ Katalyse der 2. gekoppelten Reaktion
5 mM β-Mercaptoethanol
Æ reduzierende Bedingungen
Der Assay-Mix enthält zusätzlich 0,05% Tween-20. Dabei handelt es sich um eine
oberflächenaktive Substanz, welche die Adsorption von Proteinen an Gefäßwände
verhindert.
Kemptide (6 mg/ml in H2O)
katalytische Untereinheit der PKA (Cα): 0,06 mg/ml, ca. 30 U/mg
regulatorische Untereinheit der PKA (RIα ∆1-911)
GST-PKI Fusionsprotein aus Versuch II
cAMP-Lösung: 10 mM
Verdünnungspuffer: 20 mM MOPS pH 7, 150 mM NaCl
1
Bei dem RIα∆1-91 Protein handelt es sich um eine Deletionsmutante, der die ersten 91 Aminosäuren fehlen.
Die Hemmung der C-UE und die Bindung von cAMP sind dadurch jedoch nicht beeinflusst.
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1. Versuchstag: Qualitative Messung der Inhibition der C-Untereinheit durch GST-PKI
Bevor die Inhibition der katalytischen Untereinheit durch GST-PKI im Vergleich mit einer
regulatorischen Untereinheit untersucht wird, wird zunächst die spezifische Aktivität der CUntereinheit bestimmt, um einen Vergleichswert für die folgenden Messungen zu erhalten.
Vor der eigentlichen Messung wird die Extinktion des Assay-Mix bei 340 nm (E340)
überprüft. Die NADH-Konzentration im Assay-Mix ist so berechnet, dass die E340=1 sein
sollte. In der Praxis liegt der Wert jedoch im Allgemeinen bei 0,7 bis 0,9. Da jedoch nur die
Abnahme der Extinktion pro Zeiteinheit (∆E340/min) verfolgt werden soll, ist dies für unseren
Versuch nicht weiter von Belang.
-
Messen Sie gegen H2Obidest als Referenz („Autozero“)
-
Geben Sie 700 µl Assay Mix + 50 µl H2Obidest in eine Einmalküvette und verfolgen
Sie die E340 für eine Minute. Der Messwert sollte dabei nicht oder nur leicht absinken
und nicht unter 0,7 fallen.
-
Die eigentlichen Messungen werden nach Pipettierschema A durchgeführt.
-
Verdünnen Sie das von Ihnen in Versuch III gereinigte GST-PKI Fusionsprotein dafür
gegebenenfalls zunächst in Verdünnungspuffer auf eine Konzentration von 0,5 mg/ml!
Pipettierschema A:
Messung Nr.
1
2
3
4
5
Assay-Mix
700 µl
700 µl
+GST-PKI
+cAMP
700 µl
Cα
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
GST-PKI
–
10 µl
10 µl
–
–
RIα ∆1-91
–
–
–
10 µl
10 µl
cAMP
–
–
10 µl
–
10 µl
ad* 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
mischen
mischen
mischen
mischen
mischen
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
mischen
mischen
mischen
mischen
mischen
Spez. Akt. +GST-PKI
H2Obidest
START
Kemptide
700 µl
+R
+cAMP
700 µl
+R
* = auffüllen auf!!!
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Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Die
einzelnen
Komponenten
werden
bis
auf
das
Kemptide
in
Einmalküvetten
zusammenpipettiert, mit Parafilm abgedeckt und durch Wenden der Küvette durchmischt.
Anschließend wird die Reaktion durch Zugabe von Kemptide gestartet, wobei der
Reaktionsansatz nochmals wie oben durchmischt wird (wichtig!!!). Danach wird die Küvette
umgehend ins Photometer gestellt und die E340 für 2 min verfolgt. Lesen Sie dabei alle 15 s
einen Messwert ab.
Führen Sie für jede Messung eine Doppelbestimmung durch (Wertetabelle am Ende des
Skripts)!
Auswertung:
Nach dem Lambert-Beer’schen Gesetz [Formel 2] ist die Extinktion einer absorbierenden
Lösung von der molaren Konzentration des gelösten Stoffes abhängig:
E=ε·c·d
Mit
[2]
ε = molarer Extinktionskoeffizient [L·mol-1·cm-1]
c = molare Konzentration des gelösten Stoffes [mol·L-1]
d = Schichtdicke [cm]
Für die Änderung der NADH-Konzentration pro Zeiteinheit ergibt sich daraus:
∆E 340
∆ c NADH
=
= v0
∆t
ε NADH · d · ∆t
Sofern
die
Reaktion
linear
Reaktionsgeschwindigkeit
v0.
verläuft,
Da
entspricht
wir
in
[3]
dieser
diesem
Term
Versuch
[3]
der
unter
initialen
sättigenden
Substratbedingungen messen, nähert sich v0 der maximalen Reaktionsgeschwindigkeit vmax
an.
Setzt man diese in Bezug zur Enzymkonzentration, lässt sich daraus die spezifische Aktivität
des Enzyms berechnen [Formel 4], in unserem Fall:
Spez. Aktivität =
(∆E 340
min )·(Vtotal V Cα )
[4]
ε NADH ·c Cα ·d
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Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
∆E340/min = ermittelte Steigung
Vtotal = Gesamtvolumen
VCα = Volumen Cα-UE
Vtotal/VCα = Verdünnungsfaktor
εNADH = molarer Extinktionskoeffizient NADH bei 340 nm (6,28·10³ L·mol-1cm-1)
c = Konzentration der eingesetzten Cα-UE (0,06 mg/mL)
d = Schichtdicke der Küvette (1 cm)
Die Auftragung der gemessenen Extinktion gegen die Zeit ergibt eine Gerade. Bestimmen Sie
die Steigung der Geraden (∆E340/min) für jede Messung und bilden Sie den Mittelwert aus
den Doppelbestimmungen. Aus der ermittelten Steigung lässt sich durch Einsetzen in Formel
[4] die spezifische Aktivität der katalytischen Untereinheit berechnen.
Fragen:
-
Welche Dimension hat die berechnete Größe?
-
Üblicherweise wird die spezifische Aktivität eines Enzyms in µmol des umgesetzten
Substrates pro min (= 1 Unit [U]) und mg Enzym angegeben [µmol·min-1·mg-1] =
Units/mg]. Geben Sie die spezifischen Aktivitäten in Units/mg an!
-
Die SI-Einheit für die Enzymaktivität ist 1 katal = 1 mol/s. Geben Sie die spezifischen
Aktivitäten in nkatal/mg (= 10-9 katal/mg) an!
-
Stellen Sie die Enzymaktivität mit und ohne Inhibitoren sowie mit und ohne cAMP in
einem Balkendiagramm gegenüber. Welcher grundlegende Unterschied besteht
zwischen der Inhibition durch GST-PKI und der R-Untereinheit?
-
Zusatzfrage: Wie hoch ist die molare Konzentration der katalytischen Untereinheit in
der Küvette, wenn ein Molekulargewicht von 40000 Da (=40000 g/mol) angenommen
wird?
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Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
2. Versuchstag: Titration von GST-PKI gegen die Cα-Untereinheit
Im Versuch II haben Sie die Konzentration des gereinigten GST-PKI Fusionsproteins über
einen Bradford-Assay bestimmt und mittels Polyacrylamid-Gelelektrophorese die Reinheit
der Präparation überprüft. Beide Methoden geben jedoch keinen Aufschluss über die
Konzentration an wirklich aktivem Protein in der Präparation, da sie nicht zwischen aktivem
und inaktivem Protein diskriminieren können.
Mit Hilfe des spektrophotometrischen Aktivitätsassays lässt sich jedoch - bei bekannter
Konzentration der katalytischen Untereinheit - durch Titration des GST-PKI Fusionsproteins
dessen aktive Konzentration bestimmen. Das Gleichgewicht der Bindung von GST-PKI an
die C-Untereinheit liegt praktisch vollständig auf der Seite des GST-PKI – Cα Komplexes,
d.h. fast das gesamte GST-PKI Protein liegt nach Zugabe in den Assay-Mix als GST-PKI Cα Komplex vor. Da die Inhibition der Cα-Untereinheit durch GST-PKI einer 1:1
Stöchiometrie folgt, ergibt die Auftragung der gemessenen Enzymaktivität in Abhängigkeit
Enzymaktivität
Units/mg
von der Inhibitorkonzentration eine Gerade (Abb.6)2.
0
0
[GST-PKI]
Abb. 6: Darstellung der Enzymaktivität in Abhängigkeit von der Inhibitorkonzentration
Am Schnittpunkt dieser Geraden mit der Abszisse muss daher das molare Verhältnis von CUntereinheit zu GST-PKI genau 1:1 betragen. Da die Konzentration der C-Untereinheit
bekannt ist, lässt sich also daraus die Konzentration an aktivem GST-PKI-Protein berechnen.
2
Diese vereinfachende Annahme ist nicht allgemeingültig! Sie ist in diesem Fall jedoch zulässig, da aufgrund
der hohen Affinität von PKI zur C-UE (KD=200pM!!) jedes zugegebene PKI-Molekül fast augenblicklich eine
C-UE bindet.
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Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Durchführung:
Lösungen und Reagenzien wie am Vortag.
-
Verdünnen Sie das gereinigte GST-PKI-Fusionsprotein – ausgehend von der in
Versuch
II
über
den
Bradford-Assay
bestimmten
Konzentration
–
in
Verdünnungspuffer auf 10 µg/ml. Notieren Sie sich den Verdünnungsfaktor (VF)!
-
Die Durchführung des spektrophotometrischen Aktivitätsassays erfolgt wie am 1.
Versuchstag,
es
werden
jedoch
gemäß
Pipettierschema
B
steigende
Inhibitorkonzentrationen eingesetzt:
Pipettierschema B:
Messung Nr.
1
2
3
4
5
6
Assay-Mix
650 µl
650 µl
650 µl
650 µl
650 µl
650 µl
Cα
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
GST-PKI
–
10 µl
20 µl
30 µl
40 µl
50 µl
H2Obidest
ad 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
ad 740 µl
mischen
mischen
mischen
mischen
mischen
mischen
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
10 µl
mischen
mischen
mischen
mischen
mischen
mischen
START
Kemptide
Denken Sie daran, den Reaktionsansatz vor und nach der Zugabe von Kemptide zu mischen!
Führen Sie für jede Messung eine Doppelbestimmung durch (siehe Wertetabelle am Ende des
Skripts).
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Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Auswertung:
-
Tragen Sie die gemessene Extinktion gegen die Zeit auf.
-
Ermitteln Sie aus den erhaltenen Geraden die jeweilige Steigung (∆E340/min) und
bilden Sie den Mittelwert aus den Doppelbestimmungen. Berechnen Sie daraus nach
Formel [4] die jeweiligen spezifischen Aktivitäten.
-
Tragen Sie die spezifischen Aktivitäten gegen das eingesetzte Volumen an GST-PKI
auf. Legen Sie durch den linearen Bereich eine Gerade und ermitteln Sie den
Schnittpunkt dieser Geraden mit der Abszisse (≡ VPKI). Dieser Wert gibt Ihnen an,
welches Volumen Ihrer GST-PKI-Verdünnung nötig ist, um ein molares Verhältnis
GST-PKI : C-Untereinheit von 1:1 zu erreichen (vgl. Abb. 6).
-
Berechnen Sie daraus die GST-PKI Konzentration wie folgt:
Berechnen Sie die Stoffmenge der C-Untereinheit in der Küvette in mol (MWCα =
40000 Da = 40000 g/mol). Dieselbe Stoffmenge GST-PKI ist auch im ermittelten
Volumen VPKI enthalten. Berechnen Sie die molare Konzentration (mol/l) Ihrer GSTPKI Verdünnung und multiplizieren Sie diese mit dem Verdünnungsfaktor (VF), um
die molare Konzentration der Stocklösung zu erhalten.
-
Das Molekulargewicht von GST-PKI beträgt etwa 35000 Da (35000 g/mol). Geben
Sie die Massenkonzentration an aktivem GST-PKI in mg/ml an.
12
Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Literatur:
Lehrbücher der Biochemie, Kapitel über Signaltransduktion
Weiterführende Literatur:
Übersichtsartikel:
T. Hunter, Signaling—2000 and Beyond, Cell, 100 (2000), 113-127.
G. Manning, D.B. Whyte, R. Martinez, T. Hunter, S. Sudarsanam, The protein kinase
complement of the human genome. Science 298 (2002) 1912–1934.
T. Pawson and J.D. Scott, Protein phosphorylation in signaling – 50 years and counting,
Trends Biochem Sci. 30 (2005) 286-90.
J.B. Shabb, Physiological substrates of cAMP-dependent protein kinase, Chem Rev. 101
(2001) 2381-411.
Originalartikel:
D.A. Walsh, J.P. Perkins, E.G. Krebs, An adenosine 3′,5′-monophosphate-dependent
protein kinase from rabbit skeletal muscle, J. Biol. Chem. 243 (1968) 3763–3765.
D.A. Walsh, C.D. Ashby, C. Gonzalez, D. Calkins, E.H. Fischer, and E.G. Krebs,
Purification and Characterization of a Protein Inhibitor of Adenosine 3’, 5’-Monophosphatedependent Protein Kinases, J Biol Chem. 246 (1971) 1977-85.
P.F. Cook, M.E.Neville Jr., K.E. Vrana, F.T. Hartl, R. Roskoski Jr., Adenosine cyclic 3’
,5’ - monophosphate dependent protein kinase: kinetic mechanism for the bovine skeletal
muscle catalytic subunit. Biochemistry 21 (1982) 5794–5799.
13
Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Messergebnisse 1. Versuchstag (Pipettierplan A):
Messung Nr.
Zeit
1
2
3
4
5
spez. Akt.
Cα
+ GST-PKI
+GST-PKI
+cAMP
+ R-UE
+R-UE
+cAMP
A
A
A
B
A
B
A
B
B
B
15’’
30’’
45’’
1’
1’15’’
1’30’’
1’45’’
2’
14
Biochemisches Grundpraktikum, Versuch III: Funktionelle Charakterisierung eines Proteininhibitors
Messergebnisse 2. Versuchstag (Pipettierplan B):
Messung Nr.
Zeit
1
2
3
4
5
6
Ø GST-PKI
10 µl GST-PKI
20 µl GST-PKI
30 µl GST-PKI
40 µl GST-PKI
50 µl GST-PKI
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B
15’’
30’’
45’’
1’
1’15’’
1’30’’
1’45’’
2’
15
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