Massenspektrometrische Untersuchungen am Guanylatcyclase-aktivierenden Protein-2

Abstract

Die Calcium-abhängige Interaktion zwischen den Guanylatcyclase-aktivierenden Proteinen (GCAPs) und der retinalen Guanylatcyclase (ROS (Rod-outer-segment)-GC) ist bei der Verarbeitung von Lichtreizen in den Sehsinneszellen der Retina beteiligt. Störungen dieser Interaktion sind mit verschiedenen Formen von Retinopathien assoziiert. Auf molekularer Ebene ist diese Interaktion bisher wenig verstanden. Die Kombination aus chemischer Quervernetzung in Verbindung mit hochauflösender Massenspektrometrie (MS) ist ein alternativer Ansatz zur strukturellen Charakterisierung von Proteinen und Proteinkomplexen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde unter Verwendung verschiedener Quervernetzungsstrategien (aminreaktiv, photoreaktiv, MS/MS-spaltbar) sowohl die Interaktion zwischen Bindungsmotiven der ROS-GC und GCAP-2 als auch die Homodimerisierung von GCAP-2 untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse ermöglichten die Erstellung erster Strukturmodelle für GCAP-2/GC-Peptid-Komplexe sowie das GCAP-2-Homodimer.

The Calcium-dependent interaction between guanylyl cyclase-activating proteins (GCAPs) and retinal guanylyl cyclase (ROS (rod-outer-segment)-GC) is involved in processing light stimuli in the visual sensory cells of the retina. Malfunction of this interaction is associated with different kinds of retinopathies. So far, the interaction between both proteins is barely understood on a molecular level. The combination of chemical cross-linking and high-resolution mass spectrometry (MS) presents an alternative approach for the structural characterization of proteins and protein complexes. In this work, the interaction between binding motifs derived from ROS-GC and GCAP-2 as well as the homodimerization of GCAP-2 were investigated by different cross-linking strategies (amine-reactive, photo-reactive, MS/MS-cleavable). The results allowed creating the first structural models of GCAP-2/GC peptide complexes as well as the GCAP-2 homodimer.