id,collection,dc.contributor.author,dc.contributor.contact,dc.contributor.firstReferee,dc.contributor.furtherReferee,dc.contributor.gender,dc.date.accepted,dc.date.accessioned,dc.date.available,dc.date.issued,dc.description.abstract[de],dc.format.extent,dc.identifier.uri,dc.identifier.urn,dc.language,dc.rights.uri,dc.subject,dc.subject.ddc,dc.title,dc.title.translated[de],dc.type,dcterms.accessRights.dnb,dcterms.accessRights.openaire,dcterms.format[de],refubium.affiliation[de],refubium.mycore.derivateId,refubium.mycore.fudocsId "540a0b91-a905-4823-a534-a31404c23662","fub188/14","Rossmann, Maxim","rossmann@mrc-lmb.cam.ac.uk","Prof. Dr. W. Saenger","Prof. Dr. V. Haucke","n","2008-04-11","2018-06-07T22:35:43Z","2009-01-30T12:24:16.526Z","2008","The amphiphilic saposins SapA, SapB, SapC, and SapD are glycoproteins acting at the lipid-water interface of intra-lysosomal lipid vesicles. They are required for the degradation of sphingolipids by glycosylceramidase and ceramidase, respectively, and lipid-antigen presentation by CD1 molecule. Despite the simple makeup of saposins, their mode of interaction with acidic phospholipid-containing membranes is not fully understood. The present work describes two high resolution crystal structures of human SapC that reveal an unusual homodimer with swapped monomers in an ‘open’ configuration. This novel form of SapC dimer provides new insights into protein-lipid interactions and supports the “clip-on” model for SapC-induced vesicle fusion. Small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments with SapC have established the presence of SapC oligomers in solution supporting the mechanism in which SapC forms protein patches on the membrane surface and activates hydrolytic enzymes, of which one is a human acid ceramidase (ASAH) - a lysosomal enzyme indispensable for ceramide degradation in lysosomes as demonstrated by its association with the fatal sphingolipid storage disorder Farber disease. In the present work the X-ray crystal structure of the conjugated bile acid hydrolase (CBAH) from C. perfringens – a near bacterial homologue to the b-subunit of the human acid ceramidase – was determined at 1.6 Å resolution. Using CBAH structure, a homology model for acid ceramidase was generated, and residues responsible for the catalytic activity of the ASAH were proposed. The obtained 3D model of the ASAH provides a new tool to better understand Farber disease and the catalytic mechanism of the human acid ceramidase. On the basis of the crystal structure of CBAH determined here and prior works on related bacterial enzymes, the processing, catalytic mechanism, and substrate binding of this enzyme are discussed. The structures of CBAH in complex with reaction products are the first structures of a member of the choloylglycine-hydrolase family complexed with products and provide a working model for engineering substrate specifity of N-terminal nucleophillic hydrolases, a protein family employed in the industrial production of b-lactam antibiotics.||Saposine SapA, SapB, SapC und SapD sind amphiphile Glykoproteine und agieren an der Lipid-Wasser-Phasengrenze. Sie sind unentbehrlich für den lysosomalen Abbau von Sphingolipiden durch spezifische Hydrolasen und für die Präsentation von Lipid-Antigenen durch CD1-Moleküle. Trotz des einfachen dreidimensionalen Aufbaus der Saposine ist deren Interaktion mit azidischen Phospholipid–Membranen noch nicht vollständig verstanden. Vorliegende Arbeit beschreibt zwei Kristallstrukturen von menschlichem Saposin C (SapC), die eine ungewöhnliche homodimere offene Konformation mit vertauschten Monomeren (domain swapping) aufweisen. Diese neuartige Form der SapC Dimerisierung bietet neue Einblicke in Protein-Lipid-Wechselwirkungen und unterstützt das so genannte ""clip-on"" Modell, das für die durch SapC induzierte Vesikel-Fusion vorgeschlagen wurde. Röntgen Klein-Winkel-Streuung (SAXS) Experimente mit SapC zeigten das Vorhandensein von SapC Oligomeren in Lösung auf und unterstützten so den Mechanismus, in dem SapC durch die Bildung von Protein-Pflastern an der Phasengrenze hydrolytische Enzyme in Lysosom aktiviert. Die menschliche saure Ceramidase (ASAH) gehört dazu als lysosomales Enzyms unentbehrlich für den Abbau der Ceramide, wie der Zusammenhang zwischen dem Ausfall von der saueren Ceramidase und der tödlichen Farber-Krankheit aufzeigt. In dieser Arbeit wurde die Kristallstruktur der konjugierten Gallensäure hydrolase (CBAH) von C. perfringens bestimmt, die homolog der -Untereinheit der ASAH ist. Die Struktur der CBAH wurde verwendet, um ein Homologie-Modell für die saure Ceramidase zu generieren sowie Aminosäuren vorzuschlagen, die verantwortlich für die katalytische Aktivität von ASAH sind. Das erhaltene 3D Modell bietet ein neues Werkzeug zum besseren Verständnis der Farber-Krankheit und des katalytischen Mechanismus der menschlichen saueren Ceramidase. Auf der Grundlage der in dieser Arbeit bestimmten CBAH-Kristallstruktur und anderen Arbeiten an ähnlichen bakteriellen Enzymen werden Prozessierung, katalytisches Mechanismus und Substrat-Bindung der CBAH diskutiert. Die Strukturen von CBAH- Komplexen mit Reaktionsprodukten sind die ersten Strukturen dieser Art von Choloylglycine-Hydrolasen. Sie bieten ein Modell für die Manipulation der Substrat-Spezifität von so genannten Ntn-Hydrolasen, einer Protein-Familie, die bei der industriellen Herstellung von -lactam Antibiotika verwendung findet.","[8], 121 S.","https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/9434||http://dx.doi.org/10.17169/refubium-13633","urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000005498-7","eng","http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen","saposin||sphingolipids||ceramidase||X-Ray crystal structure","500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie","Structural analysis of proteins of human sphingolipid metabolism","Strukturelle Untersuchungen von Proteinen des humanen Sphingolipid- Stoffwechsels","Dissertation","free","open access","Text","Biologie, Chemie, Pharmazie","FUDISS_derivate_000000006461","FUDISS_thesis_000000005498"