Mechanische Anisotropie von Proteinen in ...

94 C. Superhelix-vermittelte Protein Polymerisation
Abbildung C.5: a) Kraftkurve an einem Z · GF P · Z-Dimer. b) Typische Kraftkurven an
Z · GF P · Z 3 Polyproteinen. Graue Linien: Ungefilterte Kraftkurven. Schwarze Linien: gefilterte
Kraftkurven
liefert Abb. C.4c). Es sind zwei diskrete Plateaus bei 13 pN und bei 27 pN ersichtlich.
Kombiniert man die theoretischen Modelle zur Beschreibung der Elastizität von Superhelizes
bei Überstreckung [98] und bei Unzipping [13], und passt sie an die Kraftkurve
an, so ergibt sich die schwarze Linie in Abb. C.4 c). Aus dieser Analyse ergeben sich
drei Unzipping-Ereignisse und sieben Überstreck-Ereignisse. Das Polyprotein beinhaltete
15 Untereinheiten, demzufolge waren die verbleibenden fünf Untereinheiten über die abgeschirmte
Geometrie III. verknüpft. Die Häufigkeit, Geometrie I. anzutreffen, sollte bei
statistisch unabhängiger Verknüpfung der Untereinheiten 50 Prozent betragen, während
Geometrie II. und III jeweils mit 25 Prozent Häufigkeit aufgefunden werden sollten. Diese
Verteilung wird in diesem Polyprotein reproduziert. Der Vollständigkeit halber zeigt Abb.
C.5 a) noch die Kraft-Ausdehnungsantwort von einem kurzen Z · GF P · Z Polyprotein mit
zwei GFP Bruchereignissen. Die Überstreck-Signatur der Superhelix manifestiert sich in
einem Kraftplateau bei etwa 30 pN. Abb. C.5 b) zeigt typische Kraftkurven von einzelnen
Z · GF P · Z 3 Polyproteinen. In dieser Konfiguration sind nur Unzipping-Signaturen (vgl.
Abb. C.2c) der Dreifach-Zipper möglich, die in den gezeigten Kraftkurven jedoch nicht
aufgelöst sind.
C.3 Ausblick
Damit ist die Machbarkeit einer Superhelix-vermittelten Proteinpolymerisation demonstriert
worden. Es sind vielversprechende Hinweise gesammelt worden, dass diese Technik
zu einem Baukasten ausgebaut werden kann, mit dem Proteine spezifisch in einem
self-assembly Prozess verknüpft werden können. Die Verwendung von Mehrfach-Helizes
sollte damit auch die Konstruktion von dreidimensionalen Strukturen ermöglichen. Eine
Anwendung findet die Superhelix-vermittelte Proteinpolymerisation unmittelbar in der
Einzelmolekül-Kraftspektroskopie, da mit ihr unabhängig von den Eigenschaften der zu
verknüpfenden Proteine auf einfache Weise Polyproteine erzeugt werden können. Insbesondere
können die markanten, elastischen Signaturen der Superhelix-Strukturen als ein