Strukturelle und immunologische Charakterisierung der Spinnenseide von Nephila clavipes

Sponner, Alexander

Ziel der Arbeit war es, die Spinnenseide des Sicherungsfadens der Goldenen Radnetzspinne Nephila clavipes zu charakterisieren und eventuelle Zusammenhänge zwischen Fadenbildung, strukturellem Aufbau und biochemischer Konsistenz herauszuarbeiten. Dabei war vor allem die noch weitgehend unverstandene Rolle der beiden bekannten Spidroine MASp1 und MASp2 sowie ihrer repetitiven und konservierten C-terminalen Domänen von Interesse. Hierzu wurden Antiseren gegen rekombinante Polypeptide mit den entsprechenden Sequenzen aus beiden Bereichen der beiden Gene hergestellt, affinitätsgereinigt und in den biochemischen und histochemischen Untersuchungen eingesetzt. Mithilfe der Antikörper konnte erstmalig gezeigt werden, dass die hochkonservierten C-Termini auch in den hochmolekularen Proteinfraktionen der ausgesponnenen Fäden wieder zu finden sind und nicht etwa vor der Fadenbildung abgespalten werden. Experimente zeigten, dass Sie zur Bildung von Disulfidbrücken befähigt sind. Ihre Bedeutung sowie ihre phylogenetische Entwicklung wird im Zusammenhang mit Ergebnissen aus Sequenzvergleichen diskutiert. Aus den biochemischen Untersuchungen des Spinnguts ergab sich, dass dies überraschend heterogen ist und mehrere hochmolekulare, lösliche Proteine im Bereich von 220-270 kDa aufweist. Durch Anfärbung mit Lektinen wurde gezeigt, dass die Spidroine aller Wahrscheinlichkeit nach O-glycosyliert sind. Als weitere Ursache für die Heterogenität wurden N-terminale Abbauprozesse diskutiert, die sich aus den mit den Antiseren erzielten Ergebnissen und Versuchen N-terminaler Sequenzierung ergaben. Die Ergebnisse der strukturellen und der immunologischen Studien wurden in einem Modell zum Aufbau der Tragfäden von Nephila clavipes zusammengefasst. Neben einem Kern besitzt die Seide eine aus drei Schichten bestehende Hülle. Während die beiden äußeren Schichten labil sind, zeigt die dritte innere Schicht eine hohe Resistenz gegen Laugen, Säuren und chaotrope Agenzien und verleiht dem Faden Stabilität. Der Kern lässt sich aufgrund der Verteilung der Spidroine in zwei Zonen unterteilen. Während MASp1homogen verteilt in beiden Zonen vorliegt, fehlt MASp2 in der äußeren Zone und liegt in der inneren Zone konzentriert in kleinen Inseln vor. Dieses Verteilungsmuster wird im Zusammenhang mit der Rolle von MASp2 bei der Fadenbildung und dem Auftreten von Fibrillen diskutiert.

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Sponner, Alexander: Strukturelle und immunologische Charakterisierung der Spinnenseide von Nephila clavipes. 2003.

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