Katanin hat die Fähigkeit die äußerst stabilen Mikrotubuli zu zerteilen. Mikrotubuli sind Bestandteil des Zytoskeletts der Zelle. Sie haben die Form von Hohlröhrchen mit einem Durchmesser von etwa 25 nm. Dabei sind sie kaum biegbar. In dieser Arbeit wurde mittels Mikroskopischer Untersuchungen analysiert, wie sich das Bindeverhalten von Katanin am Mikrotubulus unter Einsatz drei verschiedener Nukleotide ändert. Dazu wurde jeweils gemessen wie lange einzelne Kataninenzyme am Mikrotubulus verweilen, und mit welcher Rate sie dort landen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Landerate höher, die Bindedauer kürzer, und der Oligomerisierungsgrad niedriger wird, je besser das Nukleotid hydrolysierbar ist. Diese Ergebnisse deuten klar darauf hin, dass Katanin nur im ADP gebundenen Zustand die Bindung zu anderen Katanineinheiten lösen kann.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 1.1 Funktion und Aufbau eines Mikrotubulus
- 1.2 Schneideprozesse am Mikrotubulus
- 1.3 Katanin - ein mikrotubulischneidendes Enzym
- 1.3.1 Oligomerisierungsverhalten und Aufgabe der beiden Untereinheiten von Katanin
- 1.3.2 Postulierte Funktionsweise von Katanin
- 1.4 Motivation
- 2. Material und Methoden
- 2.1 Polymerisation der Mikrotubuli
- 2.2 Herstellung der Flusskammer und Reaktionsansatz
- 2.3 Internes Totalreflektionsfluoreszenzmikroskop (TIRFM)
- 2.4 Datenanalyse
- 2.5 Verwendetes Material
- 2.5.1 Verbrauchsmaterialien und Geräte
- 2.5.2 Software
- 3. Ergebnisse und Diskussion
- 3.1 Charakteristik der Kymographen von Katanin mit ATP und ATP Analoga
- 3.2 Quantitative Untersuchung der Kymographen
- 3.2.1 Bindefrequenz
- 3.2.2 Bindedauer
- 3.3 Quantitative Analyse der Bindedauer
- 3.3.1 Analyse der Bindedauer von Katanin mit AMPPNP
- 3.3.2 Analyse der Bindedauer von Katanin mit ATP oder ATP-YS
- 3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse
- 3.5 Auswirkung des Oligomerisierungsgrades auf die Bindedauer
- 4. Ausblick
- 5. Referenzen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von Katanin, einem Enzym, das die Fähigkeit besitzt, Mikrotubuli zu zerteilen. Das Ziel der Arbeit ist die Analyse des Bindungsverhaltens von Katanin an Mikrotubuli unter dem Einfluss verschiedener Nukleotide. Hierbei werden die Bindedauer und die Bindefrequenz des Enzyms gemessen, um die Funktionsweise von Katanin besser zu verstehen.
- Die Rolle von Katanin bei der Regulation der Mikrotubuli-Dynamik
- Der Einfluss verschiedener Nukleotide auf die Bindung von Katanin an Mikrotubuli
- Die Bedeutung des Oligomerisierungsgrades von Katanin für die Bindedauer
- Die Mechanismen der Mikrotubuli-Zerteilung durch Katanin
- Die Bedeutung von Katanin für zelluläre Prozesse wie die Zellteilung
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 führt in die Thematik der Mikrotubuli-Zerteilung durch Katanin ein. Hierbei werden die Funktion und der Aufbau von Mikrotubuli erläutert, sowie verschiedene Prozesse der Mikrotubuli-Zerteilung vorgestellt. Katanin wird als mikrotubulischneidendes Enzym detailliert beschrieben, einschließlich seiner Untereinheiten und seiner postulierten Funktionsweise. Die Motivation für die Durchführung der vorliegenden Arbeit wird ebenfalls dargestellt.
Kapitel 2 beschreibt die verwendeten Materialien und Methoden. Es werden die Polymerisation von Mikrotubuli, die Herstellung der Flusskammer und des Reaktionsansatzes, sowie das interne Totalreflektionsfluoreszenzmikroskop (TIRFM) erläutert. Die Datenanalyse und die verwendeten Materialien werden ebenfalls vorgestellt.
Kapitel 3 präsentiert die Ergebnisse und Diskussion der Arbeit. Die Charakterisierung der Kymographen von Katanin mit ATP und ATP Analoga wird beschrieben, sowie die quantitative Untersuchung der Bindefrequenz und Bindedauer des Enzyms. Die Ergebnisse der quantitativen Analyse der Bindedauer werden ebenfalls dargestellt und diskutiert, wobei die Auswirkung des Oligomerisierungsgrades auf die Bindedauer beleuchtet wird.
Kapitel 4 gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsarbeiten.
Schlüsselwörter
Mikrotubuli, Katanin, Mikrotubuli-Zerteilung, Nukleotide, Bindedauer, Bindefrequenz, Oligomerisierung, Zellteilung, Zytoskelett, TIRFM, Kymographen.
- Arbeit zitieren
- Lena Friedmann (Autor:in), 2012, Katanin. Ein Mikrotubuli schneidendes Enzym, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/302332
