@misc{SchumannTeraoGarattinietal.2009,
  author    = {Schumann, Silvia and Terao, Mineko and Garattini, Enrico and Saggu, Miguel and Lendzian, Friedhelm and Hildebrandt, Peter and Leimk{\"u}hler, Silke},
  title     = {Site directed mutagenesis of amino acid residues at the active site of mouse aldehyde oxidase AOX1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-45030},
  year      = {2009},
  abstract  = {Mouse aldehyde oxidase (mAOX1) forms a homodimer and belongs to the xanthine oxidase family of molybdoenzymes which are characterized by an essential equatorial sulfur ligand coordinated to the molybdenum atom. In general, mammalian AOs are characterized by broad substrate specificity and an yet obscure physiological function. To define the physiological substrates and the enzymatic characteristics of mAOX1, we established a system for the heterologous expression of the enzyme in Eschericia coli. The recombinant protein showed spectral features and a range of substrate specificity similar to the native protein purified from mouse liver. The EPR data of recombinant mAOX1 were similar to those of AO from rabbit liver, but differed from the homologous xanthine oxidoreductase enzymes. Site-directed mutagenesis of amino acids Val806, Met884 and Glu1265 at the active site resulted in a drastic decrease in the oxidation of aldehydes with no increase in the oxidation of purine substrates. The double mutant V806E/M884R and the single mutant E1265Q were catalytically inactive enzymes regardless of the aldehyde or purine substrates tested. Our results show that only Glu1265 is essential for the catalytic activity by initiating the base-catalyzed mechanism of substrate oxidation. In addition, it is concluded that the substrate specificity of molybdo-flavoenzymes is more complex and not only defined by the three characterized amino acids in the active site.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schumann2008,
  author    = {Schumann, Silvia},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung von prokaryotischen und eukaryotischen Molybdoflavoenzymen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-43427},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Xanthin-Dehydrogenase aus Rhodobacter capsulatus ist ein cytoplasmatisches Enzym, welches ein (αβ)₂ Heterotetramer mit einer Gr{\"o}ße von 275 kDa bildet. Die drei Kofaktoren (Moco, 2[2Fe2S], FAD) sind auf zwei unterschiedlichen Polypeptidketten gebunden. So sind die beiden spektroskopisch unterscheidbaren Eisen-Schwefel-Zentren und das FAD in der XdhA-Untereinheit und der Moco in der XdhB-Untereinheit gebunden. Im ersten Teil dieser Arbeit sollte untersucht werden, warum die R. capsulatus XDH ein Dimer bildet und ob ein intramolekularer Elektronentransfer existiert. Daf{\"u}r wurde eine chim{\"a}re XDH-Variante [(α)₂(β₁wt/β₂E730A)] erzeugt, welche eine aktive und eine inaktive XdhB-Untereinheit tr{\"a}gt. Mit Hilfe von Reduktionsspektren sowie mit der Bestimmung der kinetischen Parameter f{\"u}r die Substrate Xanthin und NAD+ konnte gezeigt werden, dass die chim{\"a}re XDH-Variante katalytisch halb so aktiv war, wie der auf gleiche Weise gereinigte XDH-Wildtyp. Dies verdeutlicht, dass die noch aktive Untereinheit der Chim{\"a}ren selbstst{\"a}ndig und unabh{\"a}ngig Substrat binden und hydroxylieren kann und ein intramolekularer Elektronentransfer zwischen den beiden XdhB-Untereinheiten nicht stattfindet. Ein weiteres Ziel war die funktionelle Charakterisierung der Mus musculus AOX1 sowie der humanen AOX1 hinsichtlich ihrer Substratspezifit{\"a}ten und ihrer biophysikalischen Eigenschaften sowie der Charakterisierung der konservierten Aminos{\"a}uren im aktiven Zentrum der mAOX1. Da bislang noch kein heterologes Expressionssystem f{\"u}r ein aktives und stabiles rekombinantes AO-Protein existierte, wurde ein E. coli Expressionssystem mit der gleichzeitigen Expression der entsprechenden Mocosulfurase f{\"u}r mAOX1 und hAOX1 in dieser Arbeit etabliert. Mit Hilfe dieser Koexpression konnte die Aktivit{\"a}t der rekombinanten mAOX1 um 50 \% gesteigert werden, wenn gleich auch der sulfurierte Moco-Anteil nur 20 \% betrug. Um die konservierten Aminos{\"a}uren im aktiven Zentrum hinsichtlich ihrer Funktion der Substratbindung zu charakterisieren, wurden folgende Varianten erzeugt: V806E, M884R, V806/M884R sowie E1265Q. Mit Hilfe von kinetischen Substratuntersuchungen konnte gezeigt werden, dass die beiden Aminos{\"a}uren Val806 und Met884 f{\"u}r die Erkennung und die Stabilisierung von Aldehyden und N-Heterozyklen essentiell sind. Ein Austausch dieser beiden gegen Glutamat bzw. Arginin (wie bei R. capsulatus XDH) zeigte jedoch keine Xanthin- oder Hypoxanthinumsetzung. F{\"u}r das Glu1265 wurde ebenfalls die Rolle als die Katalyse initiierende Aminos{\"a}ure belegt.},
  language  = {de}
}