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Synthesis and in-depth analysis of natural and engineered cystine-knot miniproteins

Reinwarth, Michael (2017)
Synthesis and in-depth analysis of natural and engineered cystine-knot miniproteins.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der hier vorgelgegten Arbeit wurde die Synthese und Analytik bekannter und sequenziell veränderter Varianten offenkettiger, inhibitorischer Miniproteine behandelt. Die Cysteinoxidation und der damit verbundenen Ausbildung sekundärer und tertiärer Strukturelemente von Mikroproteinen ist ein entscheidender Schritt der Synthese. Durch dessen Optimierung konnten mit hoher Ausbeute Cystinknoten verschiedener Aminosäuresequenzen synthetisiert werden. Daraus resultierend konnten neben Oligomerisierungen auch intensive kristallographische und massenspektrometrische Untersuchungen durchgeführt werden. Die aus der Kristallstruktur gewonnen Erkenntnisse konnten daraufhin zur Generierung einer Peptidbibliothek verwendet werden, die in hochaffine Binder gegen krebsrelevante Oberflächenenzyme resultierte. Ebenso ermöglichte die Optimierung der oxidativen Faltung die Synthese verschiedener Miniproteinvarianten und die damit verbunden enzymologischen und zellbiologischen Tests. Die komplexen, massenspektrometischen Nachweise der Disulfidtopologie der Miniproteine führte zu einem vereinfachten Nachweis hinsichtlich Cystinverknüpfungen künftiger Varianten und zeigte erstmals ein Fragmentierungsmuster, das sich abhängig von der Faltung eines Proteins verändert.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2017
Autor(en): Reinwarth, Michael
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Synthesis and in-depth analysis of natural and engineered cystine-knot miniproteins
Sprache: Englisch
Referenten: Kolmar, Prof. Dr. Harald ; Schmitz, Prof. Dr. Katja
Publikationsjahr: 2017
Ort: Darmstadt
Datum der mündlichen Prüfung: 11 Juli 2016
URL / URN: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6104
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Kurzbeschreibung (Abstract):

In der hier vorgelgegten Arbeit wurde die Synthese und Analytik bekannter und sequenziell veränderter Varianten offenkettiger, inhibitorischer Miniproteine behandelt. Die Cysteinoxidation und der damit verbundenen Ausbildung sekundärer und tertiärer Strukturelemente von Mikroproteinen ist ein entscheidender Schritt der Synthese. Durch dessen Optimierung konnten mit hoher Ausbeute Cystinknoten verschiedener Aminosäuresequenzen synthetisiert werden. Daraus resultierend konnten neben Oligomerisierungen auch intensive kristallographische und massenspektrometrische Untersuchungen durchgeführt werden. Die aus der Kristallstruktur gewonnen Erkenntnisse konnten daraufhin zur Generierung einer Peptidbibliothek verwendet werden, die in hochaffine Binder gegen krebsrelevante Oberflächenenzyme resultierte. Ebenso ermöglichte die Optimierung der oxidativen Faltung die Synthese verschiedener Miniproteinvarianten und die damit verbunden enzymologischen und zellbiologischen Tests. Die komplexen, massenspektrometischen Nachweise der Disulfidtopologie der Miniproteine führte zu einem vereinfachten Nachweis hinsichtlich Cystinverknüpfungen künftiger Varianten und zeigte erstmals ein Fragmentierungsmuster, das sich abhängig von der Faltung eines Proteins verändert.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

In the present work, synthesis and analytic of wildtype and sequentially altered variants of open-chain inhibitor cystine-knots are presented. Oxidation of cysteines and the related formation of secondary and tertiary structural elements is the yield-determining step. Through the optimization of this step, cysteine-knot miniproteins of multiple amino acid sequences could be synthesized. From that, beside oligomerization reactions, crystallographic and mass spectrometric investigations were achieved. Structural insights originating from crystal structure, were used for generation of a peptide library which resulted in highly affine binders against tumor-related Matriptase-1. Moreover, optimization of oxidative folding enabled enzymological and cell biological tests. The complex, mass spectrometric investigations, led to a simplified verification of cystine topology regarding future variants and showed a fragmentation pattern which was closely related to the folding state of the peptides.

Englisch
Freie Schlagworte: Peptid, Miniprotein, Cystin, Knoten, Cystein, Faltung, chemische Synthese, Massenspektrometrie, Strukturaufklärung, HPLC, MS, Matriptase, Bibliothek, Randomisierung, Biochemie
Schlagworte:
Einzelne SchlagworteSprache
Peptide, Miniproteine, Cystine, Knot, Cysteine, Folding, chemical Synthesis, Mass spectrometry, structural investigation, HPLC, MS, Matriptase, library, Randomization, BiochemistryEnglisch
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-61046
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 07 Fachbereich Chemie
07 Fachbereich Chemie > Clemens-Schöpf-Institut > Fachgebiet Biochemie
07 Fachbereich Chemie > Clemens-Schöpf-Institut > Fachgebiet Biochemie > Allgemeine Biochemie
Hinterlegungsdatum: 26 Mär 2017 19:55
Letzte Änderung: 03 Jun 2018 21:28
PPN:
Referenten: Kolmar, Prof. Dr. Harald ; Schmitz, Prof. Dr. Katja
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 11 Juli 2016
Schlagworte:
Einzelne SchlagworteSprache
Peptide, Miniproteine, Cystine, Knot, Cysteine, Folding, chemical Synthesis, Mass spectrometry, structural investigation, HPLC, MS, Matriptase, library, Randomization, BiochemistryEnglisch
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