dc.contributor.author
Mahrenholz, Carsten C.
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:15:10Z
dc.date.available
2011-01-12T12:26:21.964Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13145
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17343
dc.description.abstract
Understanding the relationship between protein sequence and structure is one
of the great challenges in biology. Since in the case of the ubiquitous coiled
coil motif, structure and occurrence have been described in extensive detail,
it might stand to reason that we have a clearly drawn picture of coiled coils.
However, the rules for oligomeric formation, and thus the key to biological
function, are poorly understood. This work investigates the oligomerization of
coiled coils by means of a multidisciplinary approach that combines
biochemistry, biophysics, and bioinformatics to shed new light on the
formation of two- and three-stranded coiled coils: Based on comprehensive
peptide libraries of GCN4 and other coiled coil mutants, the influence of
amino acid substitutions on their association is examined. Furthermore, this
work uses a machine learning approach to tackle coiled coil oligomerization
and identify its underlying rules in the form of weighted amino acid patterns.
These rules form the basis of the highly reliable classification tool PrOCoil,
which also visualizes the contribution of each individual amino acid to the
overall oligomeric tendency of a given coiled coil sequence. Thus, for the
first time, a complete network of sequence parameters that influence
oligomerization is established, and the underlying rules of coiled-coil
formation are presented. This work is rounded off by a methodical
contribution. In order for a method to provide a basis for drawing sound
conclusions, it must be reviewed carefully. In the case of peptide libraries,
little is known about the cross-reactivity between peptides and detection
agents. A systematic review and appraisal of the potential of three common
read-out systems – 5(6)-TAMRA, FITC, and biotin/streptavidin-POD – to cross-
react with individual amino acids in a peptide sequence is therefore
presented.
de
dc.description.abstract
Das Verständnis der Beziehung zwischen Sequenz und Struktur von Proteinen ist
eine der großen Herausforderungen der heutigen Biologie. Im Falle des weit
verbreiteten Coiled- Coil-Motivs sind speziell Struktur und Vorkommen
detailliert beschrieben. Es ist also naheliegend, von einer vollständig
aufgeklärten Struktur auszugehen. Um so erstaunlicher ist aber, dass die
Coiled-Coil-Oligomerisierung – zentrales Kriterium für die biologische
Funktion dieser Proteine – nahezu unverstanden ist. In dieser Arbeit wird das
Phänomen der Coiled-Coil-Oligomerisierung anhand eines multidisziplinären
Ansatzes untersucht. Erst die Kombination aus Biochemie, Biophysik und
Bioinformatik erlaubt es, die Formation von zwei- und dreisträngigen Coiled-
Coils zu erklären: Zu diesem Zweck wird auf Basis von umfangreichen
Peptidbibliotheken von GCN4 und anderen Coiled-Coil-Mutanten der Einfluss von
Aminosäure-Substitutionen auf das Assoziationsverhalten untersucht. Weiterhin
beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Untersuchung des
Oligomerisierungsverhaltens von Coiled-Coils. Basierend auf einer neuen
Theorie und unter Zuhilfenahme von Support Vector Maschinen werden die der
Oligomerisierung zugrundeliegenden Regeln präsentiert. Diese Regeln, in Form
von gewichteten Beziehungen zwischen Aminosäuren, bilden die Grundlage eines
neuartigen Klassifikations- Tools. "PrOCoil" ist in der Lage, die
Stöchiometrie von Coiled-Coils mit außergewöhnlicher Genauigkeit vorherzusagen
und den Beitrag einzelner Aminosäuren dazu zu visualisieren. In Form eines
Netzwerks von Sequenzparametern wird hier erstmalig ein Modell eingeführt, das
in der Lage ist, die Coiled-Coil Oligomerisierung zu erklären. Aus
methodischer Sicht feit die Anwendung einer Standard-Methode nicht vor
kritischer Reflexion. Unabdingbar für eine zuverlässige Interpretation von
Peptidbibliotheken ist das Wissen um potenzielle Kreuzreaktivität von
membrangebundenen Peptiden mit den Nachweisreagenzien des Analyten. Daher
beinhaltet diese Arbeit als dritten Focus eine Begutachtung und Bewertung von
drei in diesem Zusammenhang häufig genutzten Nachweissystemen. 5(6)-TAMRA,
FITC und Biotin/ Streptavidin-POD werden auf ihre Kreuzreaktivität mit
einzelnen Aminosäuren in Peptidsequenzen hin untersucht.
en
dc.format.extent
XIII, 76 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
oligomerization
dc.subject
SPOT synthesis
dc.subject
support vector machine
dc.subject
cross-reactivity
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
Analysis of coiled coil oligomerization
dc.contributor.contact
carsten.mahrenholz@gmail.com
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Beate Koksch
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Hans-Dieter Volk
dc.date.accepted
2010-12-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000020467-9
dc.title.subtitle
A multidisciplinary approach
dc.title.translated
Analysen zum Oligomerisierungsverhalten von Coiled-Coils
de
dc.title.translatedsubtitle
Ein multidisziplinärer Ansatz
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000020467
refubium.note.author
This work was generously funded by the Manchot Foundation (Henkel KGaA) and
supported by scholar- and fellowships from the Federation of the Societies of
Biochemistry and Molecular Biology, the Charité Medical School, and
GlaxoSmithKline.
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008808
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access