Professor Feodor Lynen zum 65. Geburtstag gewidmetDie Mehrzahl der intrazellularen Enzyme ist aus mehreren gleichen oder verschiedenen Untereinheiten aufgebaut. Je weiter die Organismen, aus denen ein Enzym isoliert wird, phylogenetisch voneinander entfernt sind, um so groBer sind die Unterschiede in der Aminosauresequenz.Dennoch konnte in zahlreichen Fallen zwischen chemisch derart verschiedenen Untereinheiten spezifische Assoziatbildung oder sogar die Entstehung von Enzymchimaren beobachtet werden. Sie lassen sich nicht nur uber die Grenze zwischen verwandten Organismen bilden, sondern auch uber die tiefe Kluft zwischen kernlosen und kernhaltigen Zellen. Der Austausch von Untereinheiten zwischen Enzymen mit gleichartiger Aktivitat, aber verschiedener Herkunft laBt sich mit der Vorstellung verstehen, daB die Enzyme funktionell festgelegte Typen von Raumstrukturen besitzen.
EhfiihrungDie Sequenz der Aminosiuren in den Proteinen ist auBerordentlich verschieden. Selbst Enzyme gleicher katalytischer Wirkung sind in ihrer Aminodurezusammensetzung bei verschiedenen Organismen keineswegs gleich. Ein besonders gut untersuchtes Beispiel ist Cytochrom c, das aus Pnanzen wie auch aus niederen und hoheren Tieren isoliert worden ist und bei dem man Lange und Aminoduresequenz der Polypep tidkette bestimmt hat. Trotz gleicher biologischer Funktion finden sich deutliche Unterschiede in der Lange der EiweiBkette und ganzerheblicheVariationen in der Folge der Aminosauren. Die Unterschiede sind dabei um so groBer, je weiter die untersuchten Organismen phylogenetisch voneinander entfernt sind"]. Damit ist dem Polymorphismus der Enzyme [' I Prof. Dr. G . R. Hartmann Chemixhes Laboratorium der Ludwig-Maximilians-Uni\.ersit8t Munchen. lnstitut fur Biochemie KarlstraOe 23, 8OOO Munchen 2 noch keine Grenze gesetzt, zeigt doch das Vorkommen von Isoenzymen, daB selbst in einem Organismus mehrere im molekularen Bau verschiedene Formen eines Proteins mit gleicher katalytischer Spezifitat auftretenY Die Aminosiuresequenz in der Polypeptidkette determiniert unter naturlichen Bedingungen auch die biologisch aktive Raumstruktur: Enzyme, die auf irgendeine Weise ihre dreidimensionale Struktur ohne Verletzung der Polypeptidkette verloren haben, falten sich spontan, wenn auch verschieden schnell, wieder in ihre ursprungliche Form z u r u~k [~' .Entsprechend der groBen Vielfalt von Aminosiuresequenzen in Polypeptidketten solltedaher in der Natur auch eine ebenso groBe Zahl von Proteinraumstrukturen vorkommen.Die meisten intrazellularen Enzyme enthalten mehr als eine Polypeptidkettef4]. Man unterscheidet die homopolymeren Enzyme, die aus einer sehr oft geradzahligen Anzahl gleicher Untereinheiten bestehen, von den heteropolymeren Enzymen, die aus verschiedenen Untereinheiten zusammengesetzt sind. Die isolierten Untereinheiten sind meist, wenn auch nicht immer, inaktiv. ,-CH(NH2)-C000,R' = H: A r g i n i n enzyme nur je eines der beiden Substrate umsetzen. Allerdings muB aus den gleichen Griinden, die bei der Chimare der Phosphatase angefuhrt wurden,...