GroEL-GroES-mediated protein folding requires an intact central cavity

The chaperonin GroEL is an oligomeric double ring structure that, together with the cochaperonin GroES, assists protein folding. Biochemical analyses indicate that folding occurs in a cis ternary complex in which substrate is sequestered within the GroEL central cavity underneath GroES. Recently, however, studies of GroEL “minichaperones” containing only the apical substrate binding subdomain have questioned the functional importance of substrate encapsulation within GroEL-GroES complexes. Minichaperones were reported to assist folding despite the fact that they are monomeric and therefore cannot form a central cavity. Here we compare directly the folding activity of minichaperones with that of the full GroEL-GroES system. In agreement with earlier studies, minichaperones assist folding of some proteins. However, this effect is observed only under conditions where substantial spontaneous folding is also observed and is indistinguishable from that resulting from addition of the nonchaperone protein α-casein. By contrast, the full GroE system efficiently promotes folding of several substrates under conditions where essentially no spontaneous folding is observed. These data argue that the full GroEL folding activity requires the intact GroEL-GroES complex, and in light of previous studies, underscore the importance of substrate encapsulation for providing a folding environment distinct from the bulk solution.

Interaction of GroEL with a highly structured folding intermediate: iterative binding cycles do not involve unfolding.

The GroE proteins are molecular chaperones involved in protein folding. The general mechanism by which they facilitate folding is still enigmatic. One of the central open questions is the conformation of the GroEL-bound nonnative protein. Several suggestions have been made concerning the folding stage at which a protein can interact with GroEL. Furthermore, the possibility exists that binding of the nonnative protein to GroEL results in its unfolding. We have addressed these issues that are basic for understanding the GroE-mediated folding cycle by using folding intermediates of an Fab antibody fragment as molecular probes to define the binding properties of GroEL. We show that, in addition to binding to an early folding intermediate, GroEL is able to recognize and interact with a late quaternary-structured folding intermediate (Dc) without measurably unfolding it. Thus, the prerequisite for binding is not a certain folding stage of a nonnative protein. In contrast, general surface properties of nonnative proteins seem to be crucial for binding. Furthermore, unfolding of a highly structured intermediate does not necessarily occur upon binding to GroEL. Folding of Dc in the presence of GroEL and ATP involves cycles of binding and release. Because in this system no off-pathway reactions or kinetic traps are involved, a quantitative analysis of the reactivation kinetics observed is possible. Our results indicate that the association reaction of Dc and GroEL in the presence of ATP is rather slow, whereas in the absence of ATP association is several orders of magnitude more efficient. Therefore, it seems that ATP functions by inhibiting reassociation rather than promoting release of the bound substrate.

Etablierung des VIGS-Systems zur Untersuchung trichom-spezifischer Gene in Tomate

Bei der Abwehr von Pflanzen gegen biotische und abiotische Stressfaktoren spielt die Oberfläche der Pflanzen eine große Rolle. Die äußere Epidermisschicht grenzt das Pflanzeninnere von der Umgebung ab und schützt dieses. Die Epidermis der meisten Pflanzen bildet haarartige Ausstülpungen aus. Diese werden als Trichome bezeichnet. Sie sind in einer Vielfalt von Formen, Größen und Strukturen vorzufinden und weisen unterschiedliche Stoffwechselaktivitäten auf. Auf Grund ihrer Lage haben sie einen Einfluss auf eine Vielzahl von Wechselwirkungen mit der Umgebung der Pflanze. Man unterscheidet Trichome in nicht-glanduläre und glanduläre Trichome. In den sekretorischen Kopfzellen der glandulären Trichome werden unterschiedliche Sekundärmetaboliten gebildet und gespeichert. Durch Berührung lösen sich die Kopfzellen der glandulären Trichome von der Pflanze und geben diese Metaboliten an die Umwelt ab. Diese Stoffe haben einen großen Einfluss bei der Abwehr der Pflanze gegen Pflanzenfresser und Schädlinge. So werden klebrige Harze als Insektenfallen gebildet oder mittels spezieller Duftstoffe die Feinde der Schädlinge angelockt. Viele dieser Verbindungen sind daher für die Wirtschaft von Interesse, als Duftstoffe oder aufgrund ihrer weiteren Eigenschaften als Wirkstoffe für die Medizin. Eine Möglichkeit liegt in der Produktion neuer Verbindungen in großem Maßstab in den Trichomen.(...)

Investigation of sediment core PS2556 from Bellingshausen Sea, Antarctica

Die Rekonstruktion der glaziomarinen Sedimentationsprozesse am antarktischen Kontinentalrand des westlichen Bellingshausenmeeres erfolgte durch die sedimentologische Auswertung eines 962 cm langen Schwerelotkernes aus 3594 m Wassertiefe. Der Kern wurde während des Fahrtabschnittes ANT-XI/3 mit dem FS "Polarstern" vom Scheitel einer Sediment- "Drift" gezogen. An dem Sedimentkern wurde eine lithologische Beschreibung, sowie sedimentologische Untersuchungen und sedimentphysikalische Messungen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse konnten signifikante Änderungen in der Zusammensetzung und Struktur der Sedimente erkannt, und drei Faziestypen unterschieden werden. Die Faziestypen charakterisieren jeweils glaziale oder interglaziale Zeiträume. Der größte Teil der Sedimentabfolge gehört der Laminitfazies an. Dabei handelt es sich um feinlaminierte Sedimentabschnitte, die vorwiegend aus feinkörnigen, terrigenen Komponenten zusammengesetzt sind. In die feinlaminierten Abschnitte sind vereinzelte, wenige Milimeter bis Zentimeter mächtige Siltlagen eingeschaltet. Die biogenen Anteile sind gering, Anzeichen für Bodenleben fehlen völlig. Die Manganfazies wird von authigen gebildeten Mangankonkretionen dominiert, die jeweils diskrete Lagen bilden. Dabei handelt es sich zum einen um Mikromanganknollen und -krusten und zum andern um manganhaltige Gangfüllungen. Biogene und terrigene Anteile sind in diesem Faziestyp unbedeutend. Die Biogenfazies ist von strukturlosen und stark bioturbierten Sedimenten gekennzeichnet. In diesen Sedimentabschnitten ist der hohe Anteil an Eisfracht (IRD) und die erhöhten Gehalte an Kalziumkarbonat und Opal in der Sandfraktion markant. Die stratigraphische Einordnung des Sedimentkernes erfolgte über die von Grobe & Mackensen (1992) entwickelte Lithostratigraphie, mit deren Einheiten die Faziestypen des Sedimentkernes korreliert werden konnten. Dabei ergaben sich zwei mögliche Altersmodelle und ein Basisalter von ca. 250.000 Jahren. Anhand der stratigraphischen Fixpunkte wurden Sedimentationsraten des Gesamtsedimentes und Akkumulationsraten des Kalziumkarbonates, des Biogenopals und des organisch gebundenen Kohlenstoffes berechnet. Dabei wurde gezeigt, daß lediglich das Kalziumkarbonat und der Biogenopal als Anzeiger für biologische Produktion dienen können, wobei Lösungsprozesse in der Wassersäule und im Sediment eine große Rolle spielen. Der Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff ist in dem Sedimentkern nur erhaltungsbedingt zu erklären. Die Sedimentationsprozesse der einzelnen Faziestypen sind von den Eisverhältnissen, der biologischen Produktion, dem gravitativen Transport und der Umlagerung durch Meeresströmungen abhängig. Die Auswirkung der einzelnen Faktoren ist jeweils unterschiedlich ausgeprägt und wirkt sich spezifisch auf die einzelnen Parameter aus. In den Glazialen hatte ein Vorstoß des Schelfeises über die Schelfkante zur Anlieferung großer Sedimentmassen geführt, die über gravitativen Transport den Kontinentalhang hinunter transportiert wurden. Die Feinfracht wurde über parallel zum Kontinentalhang laufende Konturströme westwärts transportiert und in der Larninitfazies der Driftkörper abgelagert. Am Ende der Glaziale kam es zur Sedimentation der Manganfazies. Die geringen Sedimentationsraten am Kamm der Sedimentdrift kamen aufgrund reduzierter Intensität der Konturströme und fehlender Umlagerung von Schelfsedimenten in Folge rückschreitender Schelfeisrnassen zustande. In den Interglazialen kam es durch den aufsteigenden Meeresspiegel zum Aufschwimmen des Schelfeises. Der damit verbundene Abbau der Eisrnassen über dem Schelf, hatte eine hohe Sedimentation von IRD zur Folge. Mit fortschreitendem Interglazial kam es in Zeiten nur saisonaler Meereisbedeckung zu verstärkter biologischer Produktion und zur Sedimentation biogenen Materials.

Informationsasymmetrien zwischen Übergeber und Nachfolger: Herausforderungen und Lösungsmöglichkeiten am Beispiel des Management Buy Ins in Familienunternehmen

Trotz der steigenden Bedeutung von familienexternen Nachfolgeregelungen wie MBO und MBI bestehen hinsichtlich dieser Nachfolgeoptionen noch große Forschungslücken. Obwohl die Informationsökonomie einen viel versprechenden Ansatz darstellt, um ein fundierteres Verständnis zu erlangen, ist sie in diesem Kontext noch zu wenig angewandt worden. Dies wäre jedoch vor allem in Bezug auf einen MBI sinnvoll, da dort die deutlichsten Informationsasymmetrien zwischen Übergeber und Nachfolger auftreten können. In diesem Beitrag bedienen wir uns daher der Informationsökonomie und analysieren die verschiedenen Informationsasymmetrien bei einem MBI im Detail. Außerdem zeigen wir verschiedene Möglichkeiten auf, wie die entsprechenden Asymmetrien überwunden werden können. Damit leisten wir einen wertvollen Beitrag zu Wissenschaft und Praxis.