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Titelaufnahme

Titel
Structural and biochemical studies between the T-cell receptor p14 and MHC class I complexes loaded with the LCMV derived antigen gp33 and The structure and function of the catalytic domain of Streptococcus pneumoniae major autolysin LytA / submitted by Markus Bernhard Tomek
VerfasserTomek, Markus Bernhard
GutachterRüker, Florian
Erschienen2011
UmfangXI, 79 Bl. : graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2011
Anmerkung
Mit dt. Zsfassung
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)pMHC, T-Zellen Rezeptor p14, gp33, Kristallographie, Streptococcus pneumoniae, Autolysin LytA
Schlagwörter (EN)pMHC, TCR p14, gp33, Crystallography, Streptococcus pneumoniae, autolysin LytA
Schlagwörter (GND)T-Lymphozyten-Rezeptor / Erkennung / MHC / Modifizierte Verbindungen / Peptide / Streptococcus pneumoniae / Amidasen / Katalytische Aktivität / Kristallstruktur
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-4704 Persistent Identifier (URN)
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Structural and biochemical studies between the T-cell receptor p14 and MHC class I complexes loaded with the LCMV derived antigen gp33 and The structure and function of the catalytic domain of Streptococcus pneumoniae major autolysin LytA [3.07 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Zwei Projekte wurden unabhängig voneinander zum Verfassen dieser Diplomarbeit durchgenommen. Das erste Projekt behandelte die Fragestellung wie der T-Zell-Rezeptor (TCR) p14 die mit Peptiden oder designten Peptiden (APL) geladenen Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC Klasse 1) Moleküle, erkennt. Ausgehend vom lymphozytären-Choriomeningitis-Virus Antigen gp33 und an vierter Aminosäureposition veränderten Peptiden (gp33-Y4F, gp33-Y4S und gp33-Y4A) wurden Bindungsaffinitäten der T-Zell Interaktionen untersucht und thermodynamische Signaturen dieser erstellt. Bindungsaffinitäten wurden dabei auf 8.9 M für gp33 und 54.5 M für gp33-Y4A gemessen. Keine Bindung trat bei gp33-Y4F oder gp33-Y4S auf. Die thermodynamische Signatur war enthalpisch getrieben bei der Erkennung von gp33, wohingegen eine entropisch getriebene Erkennung von gp33-Y4A vorlag. Die unterschiedliche Erkennung von gp33 und gp33-Y4A kann strukturell erklärt werden, die Nichterkennung von gp33-Y4F und gp33-Y4S, welche nur kleine strukturelle Veränderungen im Gegensatz zur Wildtypenform gp33 aufweisen, bleibt ungeklärt. Während des zweiten Projektes wurde die Kristallstruktur der katalytischen Untereinheit von Streptococcus pneumoniae Autolysin LytA aufgelöst und deren Funktionsweise beschrieben.Die katalytische Untereinheit von Streptococcus pneumoniae Autolysin LytA ist eine Amidase, welche Peptidoglycanstränge zwischen aufbrechen kann. Kristalle bildeten sich in 0.1 M HEPES pH = 6.8-7.1, 1.0 M Lithiumchlorid und 9-11 % PEG 6000 und konnten bis zu einer Auflösung von 1.0 Å gebeugt werden. Die so erhaltene Kristallstruktur zeigte eine typische / Hydrolase Faltung mit sechs -Faltblättern und sieben umgebenden -Helices. Die konservierte Peptidoglycanbindungsstelle beinhaltet ein Zinkatom, weiters konnte ein Mechanismus, der zum Aufbrechen des Peptidoglycanstranges führt, vorgeschlagen werden. Die Position der katalytischen Untereinheit in Relation zum Gesamtprotein sowie die molekularen und strukturellen Vorgänge, die zur Aktivierung des Proteins führen, bleiben vorerst unbekannt. Sollte die Funktionsweise der Aktivierung des Proteins in Erfahrung gebracht werden, könnte dieses Wissen in die Entwicklung von neuen antibakteriellen Medikamenten und Impfstoffen führen.

Zusammenfassung (Englisch)

For this Master thesis two independent projects were performed. The first project dealt with the detailed recognition by the T-cell receptor (TCR) of peptide and altered peptide ligands (APL) loaded to Major Histocompatibility Complex class I molecules (pMHC class I). The lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) derived antigen gp33 and variants with single amino acid mutations at the main TCR recognition position 4 (gp33-Y4F, gp33-Y4S and gp33-Y4A) were analysed. Binding affinities were determined to 8.9 M and 54.5 M for gp33 and gp33-Y4A respectively. No binding was determined for gp33-Y4F or gp33-Y4S. The thermodynamic signatures revealed an enthalpically driven recognition of gp33 and an entropically driven partial recognition of the APL gp33-Y4A. The diametrically opposed recognition of gp33 and gp33-Y4A can structurally be explained, the non-recognition of the viral escape mutant gp33-Y4F and the APL gp33-Y4S with even smaller changes at position 4 than compared to gp33-Y4A, remains unclear. The crystalstructure of the catalytic domain of Streptococcus pneumoniae major autolysin LytA was solved and its function was described during performing the second project. The catalytic domain of Streptococcus pneumoniae major autolysin LytA is an N-acetylmuramoyl-L-alanine amidase breaking peptidoglycan strands. Crystallization conditions were established at 0.1 M HEPES pH = 6.8-7.1, 1.0 M Lithiumchloride and 9-11 % PEG 6000. Crystals diffracted to 1.0 Å resolution and the solved crystal structure revealed a typical / hydrolase fold with six mixed -sheets and seven flanking -helices. The conserved peptidoglycan binding groove, containing a zinc atom in the active site, could be determined and a mechanism for catalysis within the catalytic domain was proposed. The position of the catalytic domain in relation to the choline binding domain and the mechanisms of activation of the autolysin still remain elusive and need to be further investigated. Knowledge of the activation of the autolysin can lead to the development of novel antibacterial drugs.