Chemischer Austausch in einem RNA-bindenden Protein

Dynamische Eigenschaften von Proteinen stehen in enger Beziehung zu ihrer Funktion. NMR Spektroskopie, im speziellen Messung von Kernspinrelaxation, spielt bei der Charakterisierung lokaler Flexibilitaet in Proteinen eine zusehends wichtigere Rolle. In diesem Projekt wird Dynamik auf einer Zeitskala von mikro-s bis ms behandelt werden ("ChemischerAustausch"); dabei wird die charakteristische Larmor Frequenz eines Kerns dadurch geaendert, dass dieser zwischen verschiedenen magnetischen Umgebungen transferiert wird. Dieser Umstand fuehrt zu einem zusaetzlichen Beitrag zur transversalen Relaxationsrate des Kerns. Die Analyse basiert auf sogenannten CPMG-Experimenten, die eine genaue Charakterisierung der dem Austauschbeitrag zugrundeliegenden Prozesse ermoeglichen (Gleichgewichtspopulationen, Austauschraten und die Differenz der chemischen Verschiebungen des Kerns in den verschiedenen Zustaenden). Die Experimente werden zur Beschreibung der Dynamik von Seitenketten (NH2-Gruppen in Asn/Gln Resten und CH3 Gruppen in Met) verwendet werden. Menschliches RNP (Ribonuclear Protein) U1A bindet RNA. Es bildet einen trimolekularen Komplex mit einem zweiten U1A Molekul und seinem zugehoerigen PIE ("Polyadenylation Inhibition Element", einTeil der nicht- kodierenden Region der zugehoerigen m-RNA). Dieser Komplex ist in der Lage, das Enzym Polyadenylat Polymerase zu binden und so zu inhibieren. Die Messungen werden an freiem U1A (Aminosaeuren 2-102) und an einem Komplex mit einer der hochaffinen Bindungsstellen des PIE durchgefuehrt werden. Ps/ns Dynamikmessungen haben bereits auf Austauschprozesse an Aminosaeuresten hingewiesen, die an der Bindung der Liganden beteiligt sind. Die Information ueber die chemischen Austauschprozesse wird weitere Einsicht in die Ursachen der hohen Affinitaet und Spezifitaet der Protein-RNA-Wechselwirkungen bereitstellen.