%0 Generic
%A Möhrlen, Frank
%D 2002
%F heidok:2708
%K Metalloendopeptidasen , AktivierungMetalloendopeptidases , Astacin , Protein Family , Biochemical Evolution , Activation
%R 10.11588/heidok.00002708
%T Analyse der Struktur, Funktion und Evolution der Astacin-Protein-Familie
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/2708/
%X Astacin (E.C. 3.4.24.21) aus dem Magen des Flusskrebses Astacus astacus ist der Prototyp einer Familie von Zink-Endopeptidasen, deren Mitglieder bei Vertebraten, Invertebraten und Bakterien gefunden werden. Bei dem Nematoden Caenorhabditis elegans konnte die überraschend große Zahl von 40 Astacin-homologen Genen identifiziert werden. Eine Transkriptom-Analyse ergab, dass mit Ausnahme eines Pseudogens alle anderen Astacine tatsächlich exprimiert werden. GFP-Reporter-Proteine zeigten für zwei Astacine eine Verdauungsfunktion und eine entwicklungsrelevante Rolle. Bei einer Proteom-Analyse durch 2D-Elektrophorese konnten neue Proteine der C. elegans Proteinkarte zugeordnet werden. Bei dem Modellorganismus Hydractinia echinata konnten zwei neue Astacin-homologe Gene charakterisiert werden, die als HEA-1 und HEA-2 bezeichnet wurden. In situ Hybridisierungen deuten eine Rolle bei der Kopfbildung und bei der Differenzierung von Tentakelzellen an. Durch BLAST- und FASTA-Suchen in den Datenbanken konnten insgesamt 106 verschiedene Astacin-homologe Proteine gefunden werden. Die phylogenetische Analyse und die Analyse der Domänenstruktur ließen ein allgemeines Evolutions-Prinzip erkennen, wonach die katalytische Kette des Astacins nach Anhängung von regulatorischen Einheiten als ein Modul in unterschiedlicher Umgebung und mit neuen Funktionen eingesetzt werden kann. Weiterhin erlaubte die Stammbaum-Analyse eine Einteilung der Astacine in mehrere phylogenetische Gruppen. Als Modellprotein für die Untersuchung des Aktivierungsmechansimus von Pro-Astacinen wurde das Flusskrebs-Astacin verwendet. Die immunhistochemischen, proteinbiochemischen und die massenspektrometrischen Untersuchungen von Substrat-Peptiden zeigten, dass Pro-Astacin in Astacus astacus autokatalytisch im proximalen Bereich des Hepatopankreas vor Übertritt in den Magen aktiviert wird. Darüber hinaus konnte auch gezeigt werden, dass die Mehrzahl der Pro-Astacine ebenfalls autokatalytisch aktiviert werden kann.