Beschreibung:
Abstract: Kleine Membranproteine stellen eine neue, unerforschte Klasse kleiner Proteine in Bakterien dar, die stetig wächst. Sie werden als Bestandteile und Modulatoren größerer Membrankomplexe, aber auch als Teil der bakteriellen Stressantwort gesehen. Kleine Membranproteine modulieren die Membran und dienen der Aufrechterhaltung der Zellhomöostase unter wechselnden Umweltbedingungen. <br><br>Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Zielsteuerung und die Integration kleiner Membranproteine in Escherichia coli anhand des Modellproteins YohP und eines weiteren kleinen Membranproteins, YkgR, untersucht. Hierzu wurden bereits etablierte Methoden der Proteinexpression genutzt, und Protokolle im Hinblick auf die Detektion dieser kleinen, besonders hydrophoben Proteine etabliert oder weiterentwickelt. Mithilfe eines hochauflösenden Gelsystems, sowie der radioaktiven Markierung gelang die Detektion der kleinen Proteine mittels SDS-PAGE. Zur Analyse der Zielsteuerung und Integration kam ein ortsspezifisches Quervernetzungsverfahren in vivo und in vitro zum Einsatz.<br><br>Es konnte gezeigt werden, dass YohP in der bakteriellen Innenmembran lokalisiert ist und hier kaum degradiert wird. Für die Membranintegration in vivo wird die Protonen-motorische Kraft benötigt. YohP liegt im Cytosol vermehrt als Monomer vor und bildet auf der Grundlage eines ungewöhnlichen Glycin-Motivs in seiner Aminosäuresequenz SDS-resistente Dimere in der Innenmembran aus. YohP bevorzugt möglicherweise eine Nin-Cout Topologie in der Membran in vivo, die im Rahmen der Dimerisierung veränderlich ist. <br><br>Studien zur Zielsteuerung und Integration zeigten, dass YohP und YkgR in vivo und in vitro überraschenderweise direkt mit SRP (Signal Recognition Particle) interagieren und zu diesem quervernetzt werden können. SRP dissoziierte von den kleinen Proteinen in Anwesenheit von Membranen, im Sinne einer Zielsteuerungs- oder Integrationsfunktion. Die Interaktion zwischen den kleinen Proteinen und SRP fand jedoch unabhängig vom Kontakt zu den Ribosomen und der Translation statt und reflektiert somit einen neuen, posttranslationalen Mechanismus von SRP für die Integration kleiner Membranproteine in Prokaryoten