b a c - repOSitorium - Universität Osnabrück

4 Diskussion
einen vorzeitigen Abbruch der Kettensynthese im Ribosom und das Freisetzen der Po-
lypeptidkette (Darken, 1964), KCl bewirkt in höheren Konzentrationen eine Dissozia-
tion der ribosomalen Untereinheiten vom Translokon (Adelman et al., 1973). Es kann
davon ausgegangen werden, dass der Sec61-Kanal aus RM-Präparationen zumindest
bei einem Teil der durchgeführten Experimente in Assoziation mit einem undefinier-
ten Translokationssubstrat vorlag. Im Gegensatz dazu wurden eventuelle Polypeptidket-
ten im aufgereinigten Sec61-Komplex während der Präparation mittels Zentrifugation
durch ein Saccharosekissen entfernt, entsprechend war diese Probe bei den Messun-
gen größtenteils frei von Substrat. Die elektrophysiologischen Grundcharakteristika der
RM-Präparationen im Hinblick auf die Dynamik des Schaltverhaltens und die Leitwert-
verteilung in KCl-Elektrolyten zeigen im Vergleich zu Proteoliposomen mit aufgereinig-
tem Sec61-Komplex nur geringe Unterschiede. Ein maßgeblicher Einfluss von Transloka-
tionssubstraten auf die Kanaleigenschaften ist somit für die verwendeten Präparationen
des Sec61-Komplexes nicht festzustellen. Die beobachtete Dynamik ist stattdessen eine
intrinsische Eigenschaft des Sec61-Kanals.
Auch im maximal geschlossenen Zustand zeigt der Sec61-Kanal ohne Effektorzugabe
stets einen geringen Leckstrom. Diese Beobachtung ist mit früheren Studien konsistent
(Wirth, 2003; Erdmann, 2004). Der Leckleitwert ist auch in Experimenten mit Proteo-
liposomen zu beobachten, die ausschließlich die α-, β- und γ-Untereinheit des Sec61
enthalten. Es handelt sich somit um eine kanalintrinsische Eigenschaft, die Beteiligung
einer weiteren Proteinkomponente kann ausgeschlossen werden. Ohne vorheriges Ablö-
sen der Ribosomen fusionierten raue Mikrosomen kaum mit dem planaren Bilayer. Es
ist davon auszugehen, dass der Leckstrom im Ribosom-Translokon-Komplex entweder
zu gering ist um die osmotische Fusion der rauen Mikrosomen mit dem planaren Bilayer
zu vermitteln, oder dass der Ribosomen-assoziierte Kanal keinen Leckleitwert aufweist.
In Übereinstimmung damit haben Crowley et al. (1994) und Hamman et al. (1997) aus
Quenching-Experimenten mit fluoreszenzmarkierten naszierenden Polypeptidketten und
Iodionen geschlossen, dass der Ribosom-Translokon-Komplex impermeabel für Ionen ist.
In den letzten Jahren ist ein Modell für das Gating des SecY-Kanals entwickelt worden.
Die Kristallstrukturen des SecYEβ-Komplexes aus Methanococcus jannaschii (Van den
Berg et al., 2004), des SecYEG-Komplexes aus Thermotoga maritima (Zimmer et al.,
2008) sowie des SecYE-Komplexes aus Thermus thermophilus (Tsukazaki et al., 2008)
zeigen übereinstimmend, dass die kurze Transmembranhelix 2a des SecY in das periplas-
maseitige Vestibül des Kanals hineinragt. Es wurde postuliert, dass diese Plug-Domäne
in einer Konformationsveränderung nach außen schwingt, dadurch das Vestibül frei-
gibt und so das Gating des Kanals vermittelt wird. Biochemische Ergebnisse (Tam et
al., 2005) und Molecular dynamics Simulationen (Gumbart und Schulten, 2006; Tian
82