Prioniproteiinin normaalitoiminta. Kuparin sitoja.

Priooniproteiinin normaali funktio 

N-terminaali on mitä joustavin ominaisuuksiltaan ja siinä on kahdeksan toistuvaa jaksoa ( octa repeat region) , joka toimii tässä kuparinkuljettamisessa . Tutkijat tekivät systemaattisia ja stoikkastisia määrityksiä kupariaffiniteetista kokopitkälle prioniproteiinille Pr23-231 ja eri kokoisille N- terminaalisille ja C- terminaalisille osapätkille.

Tulokset sosoittivat, että strukturoitumaton N- terminaalinen segmentti on ko-operoiva prioniproteiinin kuparia sitova domeeni. 

Prioniproteiini sitoo viisi Cu(II) kuprimuotoista jonia kuparista ja sitoutuminen on puolimaksimaalinen 2 mikromolaarisena. 
Tämä viittaisi vahvasti siihen, että prioniproteiinin suorana tehtävänä olisi omata osuus kupariaineenvaihdunnassa, koska se on miltei kokonaan saturoitunut 5 umoolin pitoisuudessa ja vaihtuva kupari-allaskonsentraatio veressä on noin 8 umoolia.

http://chemistry.ucsc.edu/~glennm/

Jatkotutkimuksissa kuparia sitovasta kohdasta havaitaan hyvin mielenkiintoista :

LÄHDE: Burns CS, Aronoff-Spencer E et al.

Copper coordination in the full-length, recombinant prion protein. Biochemistry. 2003 Jun 10;42(22):6794-803.
 

Prioniproteiini PrP sitoo divalenttia kuparia fysiologisesti relevanteissa tiloissa ja sen uskotaan osallistuvan kuparin säätelyyn tai toimivan kuparista riippuvana entsyyminä. Tässä tutkimuksessa on ollut tarkoituksena määrittää kuparia sitovien kohtien molekulaarisia piirteitä. Eniten saa kannatusta käsitys, että ”octarepeat”. kahdeksan toistuvan jakson alue on se, mikä sitoo kuparijonia. Näissä jaksoissa esiintyy 4 tai useampi kopio fundamentaalista sekvenssiä -PHGGGWGQ-. ( fenylalaniini, histidiini, kolme glysiiniä, tryptofaani, glysiini ja glutamiini) . Aiemmin oli jo vahvistettu että fundamentaalinen kuparinsitoja kohta on -HGGGW-segmentti näissä kahdeksassa toistojaksossa.( Burns et al. 2002) .

KUPARIN koordinaatio lähtee histidiinin imidatsoli renkaasta ja sekventiaalisesti deprotonoidusta glysiiniamidista. Kokopitkää hamsterin PrP proteiini tutkittiin tässä työssä. Oktarepeat-domeeni otti kokonaista 4 kuprijonia (Cu++) kuten aiemminkin oli havaittu. Mutta sitten kvantiteettimittauksissa selveni vielä viides sitoutuminen taipuvaan alueeseen tämän octarepeat alueen ja PrP-molekyylin globulaarisen C-terminaalin välissä.

Sarjat PrP-peptidi konstruktioita osoittaa, että tämä kohta käsittää histidiinin His 96, joka sijaitsee jaksossa PrP(92-96), jonka aminohappojärjestys oin GGGTH. Tämän sekvenssin järjestys varmistettiin päädyltään: glysiini-threoniini-histidiini-H96 imidatsoli. Tämän tapaiseen sitoutumiskohtaan on kuparin kiinnittyminen suuresti riippuvainen pH tilanteesta. Tutkimukset osoittivat rekombinantti PrP:stä, että se menettää affiniteettinsa sitoa kuparia, jos pH on alle 6. 

Näistä tutkimuksista saa täydellisen profiilin kuparin sitoutumisesta PrP-mokyyliin ja tämä vahvistaa PrP proteiinin funktion olevan suhteessa sen pH.:sta riippuvaan kykyyn sitoa kuparia.

15.11.2008 17:38
 http://www.fbs.leeds.ac.uk/staff/Hooper_N/prion.htm