MBP ist ein Protein von Mr = 40622 mit ellipsoider Gestalt und Abmessungen von 30 x 40 x 65 Å. Hier wird MBP mit gebundener Maltotriose gezeigt . Das Protein besteht aus zwei globulären Domänen (Domäne I und Domäne II) mit ähnlicher Sekundärstruktur: zentrale Faltblätter sind von Helices umgeben . Die Domänen sind seitlich über drei Brücken verbunden , zwischen ihnen liegt eine tiefe Furche, in der der Zucker gebunden wird . Alle Hydroxylgruppen des Zuckers werden von Seitenketten des Proteins durch Wasserstoffbrücken fixiert . Einige Wassermoleküle sind ebenfalls in das Wasserstoffbrücken-Netzwerk eingebunden : Wasserstoffbrücken mit Abständen (Å) Aminosäurenamen Die an den Wasserstoffbrücken beteiligten Aminosäuren liegen hauptsächlich in Domäne I. Außer den Wasserstoffbrücken gibt es ausgiebige van der Waals-Kontakte zwischen Zucker und Protein : van der Waals-Elektronenwolken Aminosäurenamen Rotation Die enge Wechselwirkung aromatischer Aminosäuren mit den Zuckerringen ist typisch für Zucker bindende Proteine. Hier sind diese Aminosäuren hauptsächlich in Domäne II lokalisiert. Im Fall des MBP wird das gebundene Maltodextrin vom Protein nahezu vollständig umschlossen, nur ein kleiner Teil der Oberfläche des Zuckermoleküls ist von außen zugänglich (10,5Å2 von 206Å2) . Die Öffnung im Protein ist so klein, daß der Zucker nicht hinausdiffundieren kann (Bindungskonstante 1,6 x 10-7 M). Ein Vergleich der Strukturen von MBP ohne und mit gebundenem Zucker zeigt, daß die Domänen gegeneinander beweglich sind: nach Anlagerung der Maltotriose wird die Furche erst so eng, daß sie den Zucker umschließt. Das Ausmaß der Konformationsänderung ist von der Kettenlänge des gebundenen Maltodextrins abhängig. Monomere Glucose wird nicht gebunden. Das liegt daran, daß bei der Bindung der oligomeren Glucose keine Wasserstoffbrücken zu den Glycosidbindungen vorkommen; die in der monomeren Glucose an den entsprechenden Stellen vorhandenen Hydroxylgruppen finden keinen Bindungspartner im Protein. Hydroxylgruppen sind wesentlich polarer als Ätherbrücken. Für den eigentlichen Transport muß der Zucker aus MBP freigesetzt werden. Dazu ist eine Konformationsänderung nötig, die durch Kontakt mit MalFG induziert wird. Aus genetischen Untersuchungen ist die Kontaktstelle von MalE mit MalFG bekannt . Diese Gruppen von Aminosäuren liegen zu beiden Seiten der Bindefurche für den Zucker, sodaß aufgrund der Konformationsänderung zwischen zuckergebundenem und freiem Zustand unterschieden werden kann. MalE ist auch an der Chemotaxis gegenüber Maltodextrinen beteiligt. Partner in der Cytoplasmamembran ist für diese Funktion Tar (Taxis to Aspartate and away from some Repellents). Genetische Experimente zeigten, daß eine andere Gruppe von Aminosäuren in MalE für die Wechselwirkung mit Tar nötig ist . Literatur: FA Quiocho, Atomic structures of periplasmic binding proteins and the high-affinity active transport systems in bacteria, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 326 (1990) 341-352 JC Spurlino et al, The 2.3-Å resolution structure of the maltose- or maltodextrin-binding protein, a primary receptor of bacterial active transport and chemotaxis, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5202-5219 FA Quioche et al, Extensive features of tight oligosaccharide binding revealed in high-resolution structures of the maltodextrin transport/chemosensory receptor, Structure 5 (1997) 997-1015 M Ehrmann et al, The ABC maltose transporter, Mol. Microbiol. 29 (1998) 685-694 4-99 - Rolf Bergmann
Wasserstoffbrücken mit Abständen (Å) Aminosäurenamen
Die an den Wasserstoffbrücken beteiligten Aminosäuren liegen hauptsächlich in Domäne I. Außer den Wasserstoffbrücken gibt es ausgiebige van der Waals-Kontakte zwischen Zucker und Protein : van der Waals-Elektronenwolken Aminosäurenamen Rotation Die enge Wechselwirkung aromatischer Aminosäuren mit den Zuckerringen ist typisch für Zucker bindende Proteine. Hier sind diese Aminosäuren hauptsächlich in Domäne II lokalisiert. Im Fall des MBP wird das gebundene Maltodextrin vom Protein nahezu vollständig umschlossen, nur ein kleiner Teil der Oberfläche des Zuckermoleküls ist von außen zugänglich (10,5Å2 von 206Å2) . Die Öffnung im Protein ist so klein, daß der Zucker nicht hinausdiffundieren kann (Bindungskonstante 1,6 x 10-7 M). Ein Vergleich der Strukturen von MBP ohne und mit gebundenem Zucker zeigt, daß die Domänen gegeneinander beweglich sind: nach Anlagerung der Maltotriose wird die Furche erst so eng, daß sie den Zucker umschließt. Das Ausmaß der Konformationsänderung ist von der Kettenlänge des gebundenen Maltodextrins abhängig. Monomere Glucose wird nicht gebunden. Das liegt daran, daß bei der Bindung der oligomeren Glucose keine Wasserstoffbrücken zu den Glycosidbindungen vorkommen; die in der monomeren Glucose an den entsprechenden Stellen vorhandenen Hydroxylgruppen finden keinen Bindungspartner im Protein. Hydroxylgruppen sind wesentlich polarer als Ätherbrücken. Für den eigentlichen Transport muß der Zucker aus MBP freigesetzt werden. Dazu ist eine Konformationsänderung nötig, die durch Kontakt mit MalFG induziert wird. Aus genetischen Untersuchungen ist die Kontaktstelle von MalE mit MalFG bekannt . Diese Gruppen von Aminosäuren liegen zu beiden Seiten der Bindefurche für den Zucker, sodaß aufgrund der Konformationsänderung zwischen zuckergebundenem und freiem Zustand unterschieden werden kann. MalE ist auch an der Chemotaxis gegenüber Maltodextrinen beteiligt. Partner in der Cytoplasmamembran ist für diese Funktion Tar (Taxis to Aspartate and away from some Repellents). Genetische Experimente zeigten, daß eine andere Gruppe von Aminosäuren in MalE für die Wechselwirkung mit Tar nötig ist . Literatur: FA Quiocho, Atomic structures of periplasmic binding proteins and the high-affinity active transport systems in bacteria, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 326 (1990) 341-352 JC Spurlino et al, The 2.3-Å resolution structure of the maltose- or maltodextrin-binding protein, a primary receptor of bacterial active transport and chemotaxis, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5202-5219 FA Quioche et al, Extensive features of tight oligosaccharide binding revealed in high-resolution structures of the maltodextrin transport/chemosensory receptor, Structure 5 (1997) 997-1015 M Ehrmann et al, The ABC maltose transporter, Mol. Microbiol. 29 (1998) 685-694 4-99 - Rolf Bergmann
van der Waals-Elektronenwolken Aminosäurenamen Rotation
Die enge Wechselwirkung aromatischer Aminosäuren mit den Zuckerringen ist typisch für Zucker bindende Proteine. Hier sind diese Aminosäuren hauptsächlich in Domäne II lokalisiert.
Im Fall des MBP wird das gebundene Maltodextrin vom Protein nahezu vollständig umschlossen, nur ein kleiner Teil der Oberfläche des Zuckermoleküls ist von außen zugänglich (10,5Å2 von 206Å2) . Die Öffnung im Protein ist so klein, daß der Zucker nicht hinausdiffundieren kann (Bindungskonstante 1,6 x 10-7 M). Ein Vergleich der Strukturen von MBP ohne und mit gebundenem Zucker zeigt, daß die Domänen gegeneinander beweglich sind: nach Anlagerung der Maltotriose wird die Furche erst so eng, daß sie den Zucker umschließt. Das Ausmaß der Konformationsänderung ist von der Kettenlänge des gebundenen Maltodextrins abhängig. Monomere Glucose wird nicht gebunden. Das liegt daran, daß bei der Bindung der oligomeren Glucose keine Wasserstoffbrücken zu den Glycosidbindungen vorkommen; die in der monomeren Glucose an den entsprechenden Stellen vorhandenen Hydroxylgruppen finden keinen Bindungspartner im Protein. Hydroxylgruppen sind wesentlich polarer als Ätherbrücken. Für den eigentlichen Transport muß der Zucker aus MBP freigesetzt werden. Dazu ist eine Konformationsänderung nötig, die durch Kontakt mit MalFG induziert wird. Aus genetischen Untersuchungen ist die Kontaktstelle von MalE mit MalFG bekannt . Diese Gruppen von Aminosäuren liegen zu beiden Seiten der Bindefurche für den Zucker, sodaß aufgrund der Konformationsänderung zwischen zuckergebundenem und freiem Zustand unterschieden werden kann. MalE ist auch an der Chemotaxis gegenüber Maltodextrinen beteiligt. Partner in der Cytoplasmamembran ist für diese Funktion Tar (Taxis to Aspartate and away from some Repellents). Genetische Experimente zeigten, daß eine andere Gruppe von Aminosäuren in MalE für die Wechselwirkung mit Tar nötig ist . Literatur: FA Quiocho, Atomic structures of periplasmic binding proteins and the high-affinity active transport systems in bacteria, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 326 (1990) 341-352 JC Spurlino et al, The 2.3-Å resolution structure of the maltose- or maltodextrin-binding protein, a primary receptor of bacterial active transport and chemotaxis, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5202-5219 FA Quioche et al, Extensive features of tight oligosaccharide binding revealed in high-resolution structures of the maltodextrin transport/chemosensory receptor, Structure 5 (1997) 997-1015 M Ehrmann et al, The ABC maltose transporter, Mol. Microbiol. 29 (1998) 685-694 4-99 - Rolf Bergmann
Das Ausmaß der Konformationsänderung ist von der Kettenlänge des gebundenen Maltodextrins abhängig. Monomere Glucose wird nicht gebunden. Das liegt daran, daß bei der Bindung der oligomeren Glucose keine Wasserstoffbrücken zu den Glycosidbindungen vorkommen; die in der monomeren Glucose an den entsprechenden Stellen vorhandenen Hydroxylgruppen finden keinen Bindungspartner im Protein. Hydroxylgruppen sind wesentlich polarer als Ätherbrücken. Für den eigentlichen Transport muß der Zucker aus MBP freigesetzt werden. Dazu ist eine Konformationsänderung nötig, die durch Kontakt mit MalFG induziert wird. Aus genetischen Untersuchungen ist die Kontaktstelle von MalE mit MalFG bekannt . Diese Gruppen von Aminosäuren liegen zu beiden Seiten der Bindefurche für den Zucker, sodaß aufgrund der Konformationsänderung zwischen zuckergebundenem und freiem Zustand unterschieden werden kann. MalE ist auch an der Chemotaxis gegenüber Maltodextrinen beteiligt. Partner in der Cytoplasmamembran ist für diese Funktion Tar (Taxis to Aspartate and away from some Repellents). Genetische Experimente zeigten, daß eine andere Gruppe von Aminosäuren in MalE für die Wechselwirkung mit Tar nötig ist . Literatur: FA Quiocho, Atomic structures of periplasmic binding proteins and the high-affinity active transport systems in bacteria, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 326 (1990) 341-352 JC Spurlino et al, The 2.3-Å resolution structure of the maltose- or maltodextrin-binding protein, a primary receptor of bacterial active transport and chemotaxis, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5202-5219 FA Quioche et al, Extensive features of tight oligosaccharide binding revealed in high-resolution structures of the maltodextrin transport/chemosensory receptor, Structure 5 (1997) 997-1015 M Ehrmann et al, The ABC maltose transporter, Mol. Microbiol. 29 (1998) 685-694 4-99 - Rolf Bergmann
Das Ausmaß der Konformationsänderung ist von der Kettenlänge des gebundenen Maltodextrins abhängig. Monomere Glucose wird nicht gebunden. Das liegt daran, daß bei der Bindung der oligomeren Glucose keine Wasserstoffbrücken zu den Glycosidbindungen vorkommen; die in der monomeren Glucose an den entsprechenden Stellen vorhandenen Hydroxylgruppen finden keinen Bindungspartner im Protein. Hydroxylgruppen sind wesentlich polarer als Ätherbrücken.
Für den eigentlichen Transport muß der Zucker aus MBP freigesetzt werden. Dazu ist eine Konformationsänderung nötig, die durch Kontakt mit MalFG induziert wird. Aus genetischen Untersuchungen ist die Kontaktstelle von MalE mit MalFG bekannt . Diese Gruppen von Aminosäuren liegen zu beiden Seiten der Bindefurche für den Zucker, sodaß aufgrund der Konformationsänderung zwischen zuckergebundenem und freiem Zustand unterschieden werden kann. MalE ist auch an der Chemotaxis gegenüber Maltodextrinen beteiligt. Partner in der Cytoplasmamembran ist für diese Funktion Tar (Taxis to Aspartate and away from some Repellents). Genetische Experimente zeigten, daß eine andere Gruppe von Aminosäuren in MalE für die Wechselwirkung mit Tar nötig ist . Literatur: FA Quiocho, Atomic structures of periplasmic binding proteins and the high-affinity active transport systems in bacteria, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 326 (1990) 341-352 JC Spurlino et al, The 2.3-Å resolution structure of the maltose- or maltodextrin-binding protein, a primary receptor of bacterial active transport and chemotaxis, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5202-5219 FA Quioche et al, Extensive features of tight oligosaccharide binding revealed in high-resolution structures of the maltodextrin transport/chemosensory receptor, Structure 5 (1997) 997-1015 M Ehrmann et al, The ABC maltose transporter, Mol. Microbiol. 29 (1998) 685-694 4-99 - Rolf Bergmann
MalE ist auch an der Chemotaxis gegenüber Maltodextrinen beteiligt. Partner in der Cytoplasmamembran ist für diese Funktion Tar (Taxis to Aspartate and away from some Repellents). Genetische Experimente zeigten, daß eine andere Gruppe von Aminosäuren in MalE für die Wechselwirkung mit Tar nötig ist . Literatur: FA Quiocho, Atomic structures of periplasmic binding proteins and the high-affinity active transport systems in bacteria, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B 326 (1990) 341-352 JC Spurlino et al, The 2.3-Å resolution structure of the maltose- or maltodextrin-binding protein, a primary receptor of bacterial active transport and chemotaxis, J. Biol. Chem. 266 (1991) 5202-5219 FA Quioche et al, Extensive features of tight oligosaccharide binding revealed in high-resolution structures of the maltodextrin transport/chemosensory receptor, Structure 5 (1997) 997-1015 M Ehrmann et al, The ABC maltose transporter, Mol. Microbiol. 29 (1998) 685-694 4-99 - Rolf Bergmann
