Anfinsen-Dogma
Anfinsens Dogma ist eine von Christian Anfinsen vorgeschlagene Hypothese in der Molekularbiologie. Die Idee ist, dass die Faltung eines Proteins in seine native Struktur automatisch durch die Aminosäuresequenz des Proteins erfolgt. Dies trifft nur auf einige Proteine zu. Für andere Proteine werden Chaperone benötigt.
Anfinsen teilte sich 1972 den Nobelpreis für Chemie für seine Arbeiten über die Struktur des Enzyms Ribonuklease A. Das Dogma besagt, dass unter den Bedingungen, unter denen Faltung stattfindet, die native Struktur ein einzigartiger und stabiler Zustand ist. Es gibt drei Bedingungen:
Einzigartigkeit
erfordert, dass die Sequenz keine andere Konfiguration mit einer vergleichbaren freien Energie hat.
Stabilität
Kleine Änderungen in der Umgebung können nicht zu Änderungen in der Minimalkonfiguration führen.
kinetische Zugänglichkeit
bedeutet, dass die endgültige Form ohne hochkomplexe Formänderungen (wie z.B. Knoten) erreicht werden kann.
Wie das Protein diese Struktur erreicht, ist Gegenstand des Bereichs der Proteinfaltung, der ein verwandtes Dogma namens Levinthals Paradoxon hat. Das Levinthal-Paradoxon besagt, dass die Anzahl der möglichen Konformationen, die einem bestimmten Protein zur Verfügung stehen, astronomisch groß ist, so dass selbst ein kleines Protein mit 100 Resten mehr Zeit als das Universum bisher benötigt, um alle möglichen Konformationen zu erforschen (1026 Sekunden) und die geeignete auszuwählen.
Prionen sind eine Ausnahme im Anfinsenschen Dogma. Prionen sind stabile Konformationen von Proteinen, die sich vom nativen Faltungszustand unterscheiden. Bei der bovinen spongiformenEnzephalopathie(Rinderwahnsinn) falten sich native Proteine wieder in eine andere stabile Konformation, was zu einer tödlichen Amyloidablagerung führt. Andere Amyloid-Erkrankungen, darunter die Alzheimer-Krankheit und die Parkinson-Krankheit, sind ebenfalls Ausnahmen vom Anfinsen-Dogma.
Gefaltete, 3-D-Struktur der Ribonuklease A
Fragen und Antworten
F: Was ist das Dogma von Anfinsen?
A: Das Anfinsen-Dogma ist eine von Christian Anfinsen aufgestellte Hypothese in der Molekularbiologie, die besagt, dass die Faltung eines Proteins in seine native Struktur automatisch durch die Aminosäuresequenz des Proteins erfolgt.
F: Was sind die drei Bedingungen für Einzigartigkeit, Stabilität und kinetische Zugänglichkeit?
A: Einzigartigkeit bedeutet, dass die Sequenz keine andere Konfiguration mit einer vergleichbaren freien Energie hat. Stabilität bedeutet, dass kleine Veränderungen in der Umgebung nicht zu Veränderungen in der Minimalkonfiguration führen können. Kinetische Zugänglichkeit bedeutet, dass die endgültige Form erreicht werden kann, ohne dass hochkomplexe Formänderungen (wie z.B. Knoten) vorgenommen werden müssen.
F: Was ist das Levinthalsche Paradoxon?
A: Das Levinthal-Paradoxon besagt, dass die Anzahl der möglichen Konformationen, die einem gegebenen Protein zur Verfügung stehen, astronomisch groß ist, so dass selbst ein kleines Protein mit 100 Resten mehr Zeit benötigen würde, als das Universum hat, um alle möglichen Konformationen zu erforschen (1026 Sekunden) und die passende auszuwählen.
F: Gibt es Ausnahmen von Anfinsens Dogma?
A: Ja, Prionen und amyloide Krankheiten wie die bovine spongiforme Enzephalopathie (Rinderwahnsinn), die Alzheimer-Krankheit und die Parkinson-Krankheit sind Ausnahmen von Anfinsens Dogma.
F: Wie hat Christian Anfinsen seinen Nobelpreis gewonnen?
A: Christian Anfinsen erhielt seinen Nobelpreis für Chemie für seine Arbeit über die Struktur des Enzyms Ribonuklease A.
F: Wie unterscheiden sich Prionen vom nativen Faltungszustand?
A: Prionen sind stabile Konformationen von Proteinen, die sich vom nativen Faltungszustand unterscheiden.
