The mechanism of the prolyl isomerase SlyD

• Applicants: Professor Dr. Jochen Balbach; Professor Dr. Franz-Xaver Schmid
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 62174927

SlyD aus Escherichia coli, eine Prolylisomerase des FKBP-Typs, ist sowohl ein ausgezeichneter Faltungskatalysator als auch ein potentes Chaperon. Das Prolylisomerasezentrum befindet sich in der FKBP-Domäne, das Chaperonzentrum in einer Extradomäne aus etwa 60 Resten. Die Chaperondomäne befindet sich in einer Schleife der FKBP Domäne nahe dem aktiven Zentrum und ist für die sehr hohe Aktivität von SlyD als Faltungsenzym essentiell. In diesem Projekt wollen wir die Expertisen unserer Gruppen in der Analyse von Proteinfaltungsreaktionen und in der hochauflösenden NMR-Spektroskopie kombinieren, um die Funktion von SlyD auf molekularer Ebene zu verstehen. Wir wollen aufklären, wie die Prolylisomerasedomäne und die Chaperondomäne während des Katalysezyklus von SlyD zusammenarbeiten, wie die Dynamik der Domänenbewegungen zur Funktion beiträgt und wie Mutationen die Funktion von SlyD in vivo beeinflussen. Die geplanten Experimente umfassen eine kinetische Analyse der katalysierten Proteinfaltungsreaktionen sowie der Interaktionen von SlyD mit Peptid- und Proteinsubstraten unterschiedlicher Größe. Aus den NMR-Experimenten erwarten wir hochaufgelöste Informationen darüber, wie einzelne Aminosäurereste in den Substratproteinen mit der Chaperon- und der Prolylisomerasestelle interagieren und wie diese Stellen im Verlauf des Funktionszyklus miteinander kommunizieren. Wir hoffen, dass uns die Aufklärung der Funktion von SlyD helfen wird, die Funktionsprinzipien von Faltungshelferproteinen besser zu verstehen und uns erlauben wird, Varianten von SlyD zu entwickeln, die für Anwendungen als Faltungshelfer in der Biotechnologie optimiert sind.

• DFG Programme: Research Grants