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Proteinsequenzanalyse am Beispiel des Kobratoxins

Aus dem Kobragift wurde erstmals 1965 ein Neurotoxin (Nervengift) aus der chinesischen Kobra (Naja naja atra) isoliert. Es handelt sich dabei um ein Polypeptid mit 62 Aminosäuren dem sogenannten Kobratoxin. Neurotoxine bewirken eine neuromuskuläre Blockade, genauer blockieren sie die Acetylcholinrezeptoren und verhindern so die neuromuskuläre Reizübertragung durch den Transmitterstoff Acetylcholin - im Unterschied zum Pfeilgift Curare teilweise sogar irreversibel.
Die giftigste Schlange ist übrigens die seltene, im östlichen Zentralaustralien beheimatete Zornschlange (Parademansia microlepidota) gefolgt von der australischen Taipan (Oxyuranus sutellatus).

Lit.: Dieter Matinetz: Arsenik-Curare-Coffein : Gifte in unserer Welt, Reihe: Welt und die Natur, 1. Auflage, 1982, Urania - Verlag Leipzig, Jena, Berlin.

Abb. 1: Kobratoxin (markiert = gesuchtes Endstück)
 

Die Proteinsequenzierung nach dem Prinzip der Überlappungsmethode
(Hier soll nur das Prinzip an einem Stück des Kobratoxins gezeigt werden.)

Aufgabe:

• Ermitteln Sie die Peptidsequenz des in Abbildung 1 markierten Stückes des Kobratoxin!
• Welche spezifischen Schneideigenschaften haben die jeweils verwendeten drei Enzyme?

• Schneiden der gesuchten Sequenz mit je einem  spezifisch schneidenden Enzym  (A - C) in drei Ansätzen
• elektrophoretische Trennung der Bruchstücken je Ansatz
• Analyse der Aminosäurenreihenfolge in den Bruchstücken mit einem Aminosäureanalysator
• durch überlappendes Aneinanderlegen der Bruchstücke (mit bekannter Aminosäurereihenfolge) wird die Proteinsequenz des gesuchten Kobratoxinstückes ermittelt

Abb. 2 : erhaltene Bruchstücke nach dem Schneiden des gesuchten Kobratoxinstückes mit Enzymen
 
 
 
 
 
 
 
 

Ergebnis:

Die fehlende Peptidsequenz lautet:

Die eingezeichneten Brücken im Kobratoxin stellen Disulfidbrücken zwischen Cysteinmolekülen dar.

Das Enzym A schneidet demnach    nach Cys und nach Gly.
Das Enzym B schneidet demnach    nach Asn und nach Thr.
Das Enzym C schneidet demnach    vor ILe    und vor Cys.

(Wegen der determinierten Enden des Peptids sei nur eine Schneidrichtung der Enzyme möglich :
hier , die von links nach rechts gesehen.)
 
 
 

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© Holger Schickor

© StR Holger Schickor    letzte Änderung 12.O2.1999