Os, N: Vergleichende thermodynamische Analyse

Opindehydrogenasen terminieren im Energiestoffwechsel verschiedener mariner Invertebraten die anaerobe Glykolyse, indem sie die reduktive Kondensation einer Aminosõure mit Pyruvat oder einer anderen a-Ketosõure zu einem Opin und Wasser katalysieren, wobei NADH zu NAD+ reoxidiert wird. Bei Vertebraten sowie bei Crustaceen, Spinnen und Insekten ³bernimmt die Laktatdehydrogenase diese Aufgabe. Wie bei diesen Tieren die LDH, stellt bei vielen Mollusken die Oktopindehydrogenase einen adaptiven Mechanismus in Flucht- und Kampfreaktionen dar. Zur Aufklõrung der Struktur und des molekularen Reaktionsmechanismus der alternativen Pyruvatoxidoreduktasen erwies sich die Oktopindehydrogenase als besonders geeignet, da nach Aufklõrung der Primõrstruktur und heterologer Expression in E. coli das Enzym in ausreichender Menge und homogen zur Verf³gung stand (Jan¯en, 2000). Obwohl biochemisch bereits gut charakterisiert, gibt es ³ber den Reaktionsmechanismus der ODH jedoch widerspr³chliche Informationen. Durch einen Vergleich der thermodynamischen Parameter f³r die Substratbindung an ODH und LDH sollten einerseits der kinetische Mechanismus der ODH-Reaktion identifiziert und andererseits die Frage nach einem Selektionsvorteil durch den Besitz alternativer Pyruvatoxidoreduktasen f³r die verschiedenen marinen Invertebraten zumindest ansatzweise geklõrt werden. Die thermodynamische Analyse der Substratbindung an die rekombinante Oktopindehydrogenase hat gezeigt, dass diese nach einem geordnet-sequenziellen Mechanismus erfolgt. An das freie Enzym bindet zuerst die reduzierte Form des Coenzyms, NADH, wodurch eine Konformationsõnderung hervorgerufen wird, welche die Bindung des ersten Substrats, L-Arginin, erm÷glicht. Durch die Bindung des L-Arginins wird wiederum eine Konformationsõnderung induziert, welche die Bindung des zweiten Substrats, Pyruvat, gestattet. Dadurch werden die Substrate in die rõumliche Nõhe des Nikotinamidrings gebracht. Erst dann ist der Hydridtransfer auf den