Heterologe Expression des Maus Odorant-Bindeproteins 2b (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2014 im Fachbereich Biologie - Physiologie, Note: 1,3, Universität Hohenheim (Physiologie), Sprache: Deutsch, Abstract: Das olfaktorische System der Säugetiere ist in der Lage, eine riesige Zahl von Duftstoffen in geringsten Konzentrationen zu detektieren und diese auch voneinander zu unterscheiden. Diese enorme Kapazität wird von einer sehr großen Zahl an verschiedenen Odorantrezeptoren (OR) in den Sinneszellen des olfaktorischen Epithels (OE) geleistet. Die OR gehören zu den G-Protein-gekoppelten Rezeptoren und stellen in manchen Spezies mit mehr als 1000 Subtypen die größte Genfamilie dar. Bei Vertebraten, die an Land leben, müssen die flüchtigen Duftstoffe dabei aus der Luft die hydrophile Barriere des Mucus passieren, um an die olfaktorischen Sinneszellen (OSZ) mit den Rezeptoren zu gelangen. Dabei binden sogenannte Odorant-Bindeproteine (OBPs) die vorwiegend hydrophoben, organischen Moleküle und transferieren sie zu ihren Rezeptoren. OBPs sind kleine (etwa 20 kDa), wasserlösliche Proteine, die in hohen Konzentrationen vom olfaktorischen Epithel in den nasalen Mucus sekretiert werden; Sie gehören zu den Lipocalinen, welche sich durch eine acht-strängige ß-Fassstruktur, die C-terminal von einer a-Helix flankiert wird, auszeichnen. Dabei bildet das ß-Fass die zentrale, hydrophobe Bindungstasche. Die Proteinoberfläche ist meist hydrophil.

Für die Bindung tausender unterschiedlicher Duftstoffmoleküle stehen interessanterweise nur sehr wenige verschiedene Odorant-Bindeproteine zur Verfügung. Bei der Maus existieren beispielsweise nur 4 Subtypen; dies impliziert, dass jedes Bindeprotein eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten binden müsste. Das Prinzip, nach dem die Duftmoleküle mit den unterschiedlichen Bindeproteinen interagieren, ist noch nicht vollständig aufgeklärt.

Inzwischen wurden verschiedene OBP-Subtypen aus mehreren Spezies daraufhin untersucht. Dabei wurde die Wechselwirkung zwischen Liganden und OBPs entweder durch Modellierung und Simulationen mit Computerprogrammen oder durch die Verfügbarkeit eines reinen OBPs für direkte Bindungsstudien analysiert.

In der vorliegenden Arbeit wurde das OBP2b-Bindeprotein der Maus bearbeitet. Für dieses existiert ein orthologes OBP bei der Ratte; Vergleiche speziell solcher Proteine könnten dazu beitragen, das Prinzip der Wechselwirkungen von OBPs mit Liganden einem Verständnis näher zu bringen. Dazu sollte in der vorliegenden Studie das mOBP2b in zwei verschiedenen Varianten heterolog in E.coli exprimiert und produziert werden.