@phdthesis{Urban2008,
  author    = {Urban, Alexander},
  title     = {Charakterisierung der Funktion der Rhodanese YnjE f{\"u}r die Molybd{\"a}nkofaktor Biosynthese in Escherichia coli},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29018},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die ubiquit{\"a}r verbreitete Molybd{\"a}nkofaktorbiosynthese ist in Escherichia coli (E. coli) bisher am umfassendsten untersucht. Bislang war jedoch nicht bekannt, welche physiologische Schwefelquelle im zweiten Schritt dieses Syntheseweges zur Bildung der charakteristischen Dithiolengruppe genutzt wird. Erste Untersuchungen deuteten auf eine der Cysteindesulfurasen E. colis hin, welche in Verbindung mit einem rhodanese{\"a}hnlichen Protein den Schwefel in Form eines Persulfids {\"u}bertragen. {\"A}hnliche Mechanismen wurden bereits in der humanen Moco-Biosynthese und der Thiaminbiosynthese identifiziert. In dieser Arbeit wurde das E. coli Protein YnjE n{\"a}her charakterisiert. Es handelt sich bei YnjE um ein rhodanese{\"a}hnliches Protein aus drei Rhodanesedom{\"a}nen. Durch Proteinkristallisation und anschliessender R{\"o}ntgenstrukturanalyse wurde die Terti{\"a}rstruktur des YnjE-Proteins analysiert. Die hergestellten Kristalle konnten zur Gewinnung von Strukturdaten vermessen und eine Proteinkristallstruktur f{\"u}r YnjE berechnet werden. Desweiteren besitzt YnjE ein N-terminales Typ I Sekretionssystem abh{\"a}ngiges Sipnalpeptid. Durch Lokalisieungsexperimente wurde die Bedeutung des Signalpeptids f{\"u}r das YnjE-Protein untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass endogenes YnjE sowohl im peri- als auch im cytoplasmatischen Raum lokalisiert ist. Auf Grund von vorhergehenden Studien, wurde eine Funktion des YnjE-Proteins innerhalb der Molybd{\"a}nkofaktorbiosynthese in der Schwefel{\"u}bertragung auf das Protein MoaD in E. coli vermutet und deshalb in dieser Arbeit n{\"a}her untersucht. Es wurde eine Interaktion des YnjE-Proteins mit dem MoeB-Protein, welches f{\"u}r die Thiocarboxylierung des MoaD-Proteins essentiell ist, durch Tandem-Affinit{\"a}tsreinigung und Antik{\"o}rper-basierte Affinit{\"a}tsreinigung nachgewiesen und ein signifikanter positiver Einfluss YnjEs auf die Bildung von Molybdopterin, einer Vorstufe des Molybd{\"a}nkofaktors, best{\"a}tigt. Dabei wurde sowohl der Sulfurierungsgrad des MoaD-Proteins in YnjE und Cysteindesulfurase-knock-out Mutanten untersucht, als auch die Bildung von Molybdopterin in einem in vitro Ansatz in Abh{\"a}ngigkeit von steigenden YnjE-Konzentrationen analysiert. Im Ergebnis kann man daraus schließen, dass der Mechanismus der Schwefel{\"u}bertragung {\"a}hnlich der Thiaminbiosynthese, {\"u}ber eine der drei Cysteindesulfurasen CsdA, SufS oder IscS geschieht, welche Schwefel in Form eines Persulfids auf YnjE {\"u}bertragen k{\"o}nnen. Thiosulfat und Mercaptopyruvat, die Substrate f{\"u}r die beiden Familien der rhodanese{\"a}hnlichen Proteine, Thiosulfat-Sulfurtransferasen und Mercaptopyruvat-Sulfurtransferasen, dienen nicht als Substrate f{\"u}r eine Persulfurierung YnjEs. Durch eine Austauschmutante des Cysteinrestes der aktiven Schleife von YnjE konnte nicht best{\"a}tigt werden, dass dieser Aminos{\"a}urerest und damit die Bildung eines YnjE-gebundenen Persulfids f{\"u}r die positive Beeinflussung der MPT-Synthese essentiell ist. Vielmehr kann durch diese Arbeit von einer Vermittlung der Interaktionen zwischen MoeB, IscS und der MPT-Synthase durch YnjE ausgegangen werden wobei die Cysteindesulfurase IscS den Schwefel f{\"u}r die Thiocarboxylierung des MoaD-Proteins liefert.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kuecuekgoeze2019,
  author    = {K{\"u}{\c{c}}{\"u}kg{\"o}ze, G{\"o}khan},
  title     = {Purification and characterization of mouse aldehyde oxidases},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xiv, 125},
  year      = {2019},
  abstract  = {Mouse aldehyde oxidases (mAOXs) have a homodimeric structure and belong to xanthine oxidase family of molybdo-flavoenzymes. In general, each dimer is characterized by three subdomains: a 20 kDa N-terminal 2x[2Fe2S] cluster containing domain, a 40 kDa central FAD-containing domain and an 85 kDa C-terminal molybdenum cofactor (Moco) containing domain. Aldehyde oxidases have a broad substrate specificity including the oxidation of different aldehydes and N-heterocyclic compounds. AOX enzymes are present in mainly all eukaryotes. Four different homologs of AOX were identified to be present with varying numbers among species and rodents like mice and rats contain the highest number of AOX isoenzymes. There are four identified homologs in mouse named mAOX1, mAOX3, mAOX2, and mAOX4. The AOX homologs in mice are expressed in a tissue-specific manner. Expression of mAOX1 and mAOX3 are almost superimposable and predominantly synthesized in liver, lung, and testis. The richest source of mAOX4 is the Harderian gland, which is found within the eye's orbit in tetrapods. Expression of mAOX2 is strictly restricted to the Bowman's gland, the main secretory organ of the nasal mucosa. In this study, the four catalytically active mAOX enzymes were expressed in a heterologous expression system in Escherichia coli and purified in a catalytically active form. Thirty different structurally related aromatic, aliphatic and N-heterocyclic compounds were used as substrates, and the kinetic parameters of all four mAOX enzymes were directly compared. The results showed that all enzymes can catalyze a broad range of substrates. Generally, no major differences between mAOX1, mAOX3 and mAOX2 were identified and the substrate specificity of mAOX1, mAOX3, and mAOX2 was broader compared to that of mAOX4 since mAOX4 showed no activity with substrates like methoxy-benzaldehydes, phenanthridine, N1-methyl-nicotinamide, and cinnamaldehyde and 4-(dimethylamino)cinnamaldehyde. We investigated differences at the flavin site of the mAOX enzymes by measuring the ability of the four mAOX enzymes to oxidize NADH in the absence of oxygen. NADH was able to reduce only mAOX3. The four mouse AOXs are also characterized by quantitative differences in their ability to produce superoxide radicals. mAOX2 is the enzyme generating the largest rate of superoxide radicals of around 40\% in relation to moles of substrate converted and it is followed by mAOX1 with a ratio of 30\%. To understand the factors that contribute to the substrate specificity of mAOX4, site-directed mutagenesis was applied to substitute amino acids in the substrate-binding funnel by the ones present in mAOX1, mAOX3, and mAOX2. The amino acids Val1016, Ile1018 and Met1088 were selected as targets. An increase in activity was obtained by the amino acid exchange M1088V in the active site identified to be specific for mAOX4, to the amino acid identified in mAOX3.},
  language  = {en}
}