@article{MuellerBarbirzHeinleetal.2008, author = {M{\"u}ller, J{\"u}rgen J. and Barbirz, Stefanie and Heinle, Karolin and Freiberg, Alexander and Seckler, Robert and Heinemann, Udo}, title = {An intersubunit active site between supercoiled parallel beta helices in the trimeric tailspike endorhamnosidase of Shigella flexneri phage Sf6}, doi = {10.1016/j.str.2008.01.019}, year = {2008}, abstract = {Sf6 belongs to the Podoviridae family of temperate bacteriophages that infect gram-negative bacteria by insertion of their double-stranded DNA. They attach to their hosts specifically via their tailspike proteins. The 1.25 {\AA} crystal structure of Shigella phage Sf6 tailspike protein (Sf6 TSP) reveals a conserved architecture with a central, right-handed ; helix. In the trimer of Sf6 TSP, the parallel ; helices form a left-handed, coiled;; coil with a pitch of 340 {\AA}. The C-terminal domain consists of a ; sandwich reminiscent of viral capsid proteins. Further crystallographic and biochemical analyses show a Shigella cell wall O-antigen fragment to bind to an endorhamnosidase active site located between two ;-helix subunits each anchoring one catalytic carboxylate. The functionally and structurally related bacteriophage, P22 TSP, lacks sequence identity with Sf6 TSP and has its active sites on single subunits. Sf6 TSP may serve as an example for the evolution of different host specificities on a similar general architecture.}, language = {en} } @article{BarbirzBeckerFreibergetal.2009, author = {Barbirz, Stefanie and Becker, Marion and Freiberg, Alexander and Seckler, Robert}, title = {Phage tailspike proteins with beta-solenoid fold as thermostable carbohydrate binding materials}, issn = {1616-5187}, doi = {10.1002/mabi.200800278}, year = {2009}, abstract = {We have investigated the stability of three tailspike proteins (TSPs) from bacteriophages Sf6, P22, and HK620. Tailspikes are rod-like homotrimers with comparable beta-solenoid folds and similarly high kinetic stability in spite of different amino acid sequences. As tailspikes bind polysaccharides to recognize the bacterial host cell, their stability is required for maintenance of bacteriophage infectivity under harsh extracellular conditions. They resist denaturation by SDS at ambient temperature and their unfolding is slow even in 6 m guanidinium hydrochloride (GdmHCl). This makes them interesting candidates for very stable carbohydrate binding protein materials.}, language = {en} } @article{FreibergMoronaVandenBoschetal.2003, author = {Freiberg, Alexander and Morona, Renato and Van den Bosch, Luisa and Jung, Christiane and Behlke, Joachim and Carlin, Nung and Seckler, Robert and Baxa, Ulrich}, title = {The tailspike protein of Shigella phage Sf6 : a structural homolog of Salmonella phage P22 tailspike protein without sequence similarity in the beta-helix domain}, issn = {0021-9258}, year = {2003}, abstract = {Bacteriophage Sf6 tailspike protein is functionally equivalent to the well characterized tailspike ofSalmonella phage P22, mediating attachment of the viral particle to host cell-surface polysaccharide. However, there is significant sequence similarity between the two 70-kDa polypeptides only in the N-terminal putative capsid-binding domains. The major, central part of P22 tailspike protein, which forms a parallel ;-helix and is responsible for saccharide binding and hydrolysis, lacks detectable sequence homology to the Sf6 protein. After recombinant expression in Escherichia coli as a soluble protein, the Sf6 protein was purified to homogeneity. As shown by circular dichroism and Fourier transform infrared spectroscopy, the secondary structure contents of Sf6 and P22 tailspike proteins are very similar. Both tailspikes are thermostable homotrimers and resist denaturation by SDS at room temperature. The specific endorhamnosidase activities of Sf6 tailspike protein toward fluorescence-labeled dodeca-, deca-, and octasaccharide fragments of Shigella O-antigen suggest a similar active site topology of both proteins. Upon deletion of the N-terminal putative capsid-binding domain, the protein still forms a thermostable, SDS-resistant trimer that has been crystallized. The observations strongly suggest that the tailspike of phage Sf6 is a trimeric parallel ;-helix protein with high structural similarity to its functional homolog from phage P22.}, language = {en} } @article{FreibergBaumannBaumann1998, author = {Freiberg, Alexander and Baumann, Ingrid and Baumann, Guido}, title = {Lipids in callus cultures of sugar beet determined by AMD (automated multiple development) of high-performance thin layer chromatography plates}, year = {1998}, language = {en} } @article{FreibergMachnerPfeiletal.2004, author = {Freiberg, Alexander and Machner, M. P. and Pfeil, Wolfgang and Schubert, W. D. and Heinz, Dirk W. and Seckler, Robert}, title = {Folding and stability of the leucine-rich repeat domain of internalin B from Listeria monocytogenes}, issn = {0022-2836}, year = {2004}, abstract = {Internalin B (InlB), a surface protein of the human pathogen Listeria monocytogenes, promotes invasion into various host cell types by inducing phagocytosis of the entire bacterium. The N-terminal half of InlB (residues 36-321, InlB(321)), which is sufficient for this process, contains a central leucine-rich repeat (LRR) domain that is flanked by a small a-helical cap 2 and an immunoglobulin (Ig)-like domain. Here we investigated the variant lacking the Ig-like domain (lnlB(248)). The circular dichroism spectra of both protein variants in the far ultraviolet region are very similar, with a characteristic minimum found at similar to200 nm, possibly resulting from the high 3(10)-helical content in the LRR domain. Upon addition of chemical denaturants, both variants unfold in single transitions with unusually high cooperativity that are fully reversible and best described by two-state equilibria. The free energies of GdmCl-induced unfolding determined from transitions at 20degreesC are 9.9(+/- 0.8)kcal/mol for InlB(321) and 5.4(+/- 0.4) kcal/mol for InlB(248). InlB(321) is also more stable against thermal denaturation, as observed by scanning calorimetry. This suggests, that the Ig-like domain, which presumably does not directly interact with the host cell receptor during bacterial invasion, plays a critical role for the in vivo stability of InlB. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved}, language = {en} } @phdthesis{Freiberg2004, author = {Freiberg, Alexander}, title = {Das "Leucine-Rich Repeat" im Invasionsprotein Internalin B : Stabilit{\"a}t und Faltung eines Solenoidproteins}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-2532}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2004}, abstract = {F{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Strukturbildung bei Proteinen ist es wichtig, allgemein geltende Prinzipien der Stabilit{\"a}t und Faltung zu verstehen. Bisher wurde viel Arbeit in die Er{\"o}rterung von Gesetzm{\"a}ßigkeiten zu den Faltungseigenschaften von globul{\"a}ren Proteinen investiert. Die große Proteinklasse der solenoiden Proteine, zu denen z. B. Leucine-Rich Repeat- (LRR-) oder Ankyrin-Proteine geh{\"o}ren, wurde dahingegen noch wenig untersucht. Die Proteine dieser Klasse sind durch einen stapelf{\"o}rmigen Aufbau von sich wiederholenden typischen Sequenzeinheiten gekennzeichnet, was in der Ausbildung einer elongierten Terti{\"a}rstruktur resultiert. In der vorliegenden Arbeit sollte versucht werden, die Stabilit{\"a}t und Faltung eines LRR-Proteins mittels verschiedener biophysikalischer Methoden zu charakterisieren. Als Untersuchungsobjekt diente die f{\"u}r die Infektion ausreichende zentrale LRR-Dom{\"a}ne des Invasionsproteins Internalin B (InlB241) des Bakteriums Listeria monocytogenes. Des weiteren sollten die Integrit{\"a}t und die Stabilit{\"a}ts- und Faltungseigenschaften der sogenannten Internalin-Dom{\"a}ne (InlB321) untersucht werden. Hierbei handelt es sich um die bei allen Mitgliedern der Internalinfamilie vorkommende Dom{\"a}ne, welche aus einer direkten Fusion des C-terminalen Endes der LRR-Dom{\"a}ne mit einer Immunglobulin (Ig)-{\"a}hnlichen Dom{\"a}ne besteht. Von beiden Konstrukten konnte eine vollst{\"a}ndige thermodynamische Charakterisierung, mit Hilfe von chemisch- bzw. thermisch-induzierten Faltungs- und Entfaltungs{\"u}berg{\"a}ngen durchgef{\"u}hrt werden. Sowohl InlB241 als auch InlB321 zeigen einen reversiblen und kooperativen Verlauf der chemisch-induzierten Gleichgewichts{\"u}berg{\"a}nge, was die Anwendung eines Zweizustandsmodells zur Beschreibung der Daten erlaubte. Die zus{\"a}tzliche Ig-{\"a}hnliche Dom{\"a}ne im InlB321 resultierte im Vergleich zum InlB241 in einer Erh{\"o}hung der freien Enthalpie der Entfaltung (8.8 kcal/mol im Vergleich zu 4.7 kcal/mol). Diese Stabilit{\"a}tszunahme {\"a}ußerte sich sowohl in einer Verschiebung des {\"U}bergangsmittelpunktes zu h{\"o}heren Guanidiniumchlorid-Konzentrationen als auch in einer Erh{\"o}hung der Kooperativit{\"a}t des Gleichgewichts{\"u}bergangs (9.7 kcal/mol/M im Vergleich zu 7.1 kcal/mol/M). Diese Beobachtungen zeigen dass die einzelnen Sequenzeinheiten der LRR-Dom{\"a}ne nicht unabh{\"a}ngig voneinander falten und dass die Ig-{\"a}hnliche Dom{\"a}ne, obwohl sie nicht direkt mit dem Wirtszellrezeptor w{\"a}hrend der Invasion interagiert, eine kritische Rolle f{\"u}r die in\ vivo Stabilit{\"a}t des Internalin B spielt. Des weiteren spiegelt die Kooperativit{\"a}t des {\"U}bergangs die Integrit{\"a}t der Internalin-Dom{\"a}ne wieder und deutet darauf hin, dass bei beiden Proteinen keine Intermediate vorliegen. Kinetische Messungen {\"u}ber Tryptophanfluoreszenz und Fern-UV Circulardichroismus deuteten auf die Existenz eines relativ stabilen Intermediates auf dem Faltungsweg der LRR-Dom{\"a}ne hin. Faltungskinetiken aus einem in pH\ 2 denaturierten Zustand zeigten ein reversibles Verhalten und verliefen {\"u}ber ein Intermediat. Eine Erh{\"o}hung der Salzkonzentration des sauer-denaturierten Proteins f{\"u}hrte zu einer Kompaktierung der entfalteten Struktur und resultierte im {\"U}bergang zu einem alternativ gefalteten Zustand. Bei der Internalin-Dom{\"a}ne deuteten kinetische Messungen des Fluoreszenz- und Fern-UV Circulardichroismus-Signals w{\"a}hrend der Entfaltung m{\"o}glicherweise auf die Pr{\"a}senz von zwei Prozessen hin. Der erste langsame Entfaltungsprozess kurz nach dem {\"U}bergangsmittelpunkt zeigte eine starke Abh{\"a}ngigkeit von der Temperatur, w{\"a}hrend der zweite schnellere Prozess der Entfaltung st{\"a}rker von der Guanidiniumchlorid-Konzentration abhing. Renaturierungskinetiken zeigten das Auftreten von mindestens einem Faltungsintermediat. Kinetische Daten aus Doppelsprungexperimenten lieferten f{\"u}r die Erkl{\"a}rung der langsamen Faltungsphase zun{\"a}chst keinen Hinweis auf dass Vorliegen einer Prolinisomerisierungsreaktion. Die vollst{\"a}ndige Amplitude w{\"a}hrend der Renaturierung konnte nicht detektiert werden, weswegen von einer zweiten schnellen Phase im Submillisekundenbereich ausgegangen werden kann. Die Ergebnisse der Faltungskinetiken zeigen, dass die InlB-Konstrukte als Modelle f{\"u}r die Untersuchung der Faltung von Solenoidproteinen verwendet werden k{\"o}nnen.}, subject = {Proteinfaltung}, language = {de} }