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I.4 Struktur der Rho-Proteine

Die Rho-GTPasen sind monomere Proteine mit einer molaren Masse von 20-30 kDa (Abb.

A4). Ihre Struktur weist zwei flexible Schleifen auf, die Switch-I- und die Switch-II-Region.

Die Switch-Regionen vollziehen beim Austausch von GDP gegen GTP eine deutliche

Konformationsänderung, die die Bindung der Rho-GTPasen an Effektorproteine ermöglicht.

In Rho-GTPasen dienen, im Gegensatz zu Ras, neben der Switch-I-Region (As 32-41) auch

andere Regionen der Effektorbindung, wie z. B. die Switch-II-Region, die Insert-Region und

Teile des C- und N-Terminus (Li, 1999). Die Insert-Region ist eine Aminosäureabfolge von

13 Aminosäuren (As 125-137), die in Ras-Proteinen nicht vorkommt und eine α-Helix bildet

(Hall, 2000). Die Switch-II-Region (As 62-78) ist an der GTP-Bindung und an der

Hydrolysereaktion der Rho-GTPasen beteiligt (Pai, 1989). Für die Hydrolysereaktion sind

zwei Aminosäuren erforderlich, Glycin 14 und Glutamin 63 (Foster, 1996). Das in der

Switch-II-Region gelegene Glutamin 63 interagiert dabei mit dem hydrolysierenden

Wassermolekül und bewegt sich während der Reaktion in Richtung γ-Phosphat des GTP-

Moleküls. Dort stabilisiert es einen Übergangszustand, der für den Ablauf der Hydrolyse

notwendig ist (Garavini, 2002). Eine Rho-GTPase, die kein Glutamin an Position 63 besitzt,

hat keine GTPase-Aktivität.

Abb. A4: 3D-Struktur von RhoA

Rho-GTPasen besitzen zwei flexible Schleifen, die

ihre Konformation ändern, wenn GDP gegen GTP

ausgetauscht wird. Die Switch-I-Region dient der

Effektorbindung, die Switch-II-Region der

GTP-Bindung- und Hydrolyse. Für die

intrinsische GTPase-Aktivität der Rho-

GTPasen ist Glutamin 63 essentiell.

I.5 Posttranslationale Modifikation

Am C-terminalen Ende besitzen Rho-Proteine eine Erkennungssequenz, die CAAX-Box, die

der posttranslationalen Modifikation dient. CAAX steht für die Abfolge von einem Cystein,

zwei aliphatischen und einer weiteren, nicht festgelegten Aminosäure. Posttranslational wird

ein Isoprenrest am Cysteinrest angeheftet. Die drei verbleibenden Aminosäuren werden

a/jointfilesconvert/377385/bgespalten, und die so entstandene freie Carboxylgruppe des Cysteins wird

Glutamin 63

Threonin 37

Aspartat

C-Terminus

N-Terminus

Insert-Region

Switch-II-Region

Switch-I-Region

Glutamin 63

Threonin 37

Aspartat

C-Terminus

N-Terminus

Insert-Region

Switch-II-Region

Switch-I-Region

Glutamin 63

Threonin 37

Aspartat

C-Terminus

N-Terminus

Insert-Region

Switch-II-Region

Switch-I-Region

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