Zur Klärung der Frage nach der Beteiligung von Protein-Actinomycin (AMC) -Wechselwirkungen am antibiotischen Wirkungsmechanismus von AMC wurden mit Hilfe von Absorptions-, Fluoreszenz- und Rotationsdispersions-Spektroskopie, sowie Gelfiltration, Gleichgewichts-Dialyse, Ultrazentrifugation und enzymatischen Tests physikalisch-chemische Wechselwirkungen von AMC und Actinocinanalogen mit Ribonuclease, Serumalbumin und einigen SH-Enzymen (ADH, LDH, GAPDH) untersucht. Photochemische Reaktionen wurden ausgeschlossen.
Eine Bildung starker Komplexe wird nur bei pH < 2 beobachtet. Unter quasi-physiologischen Bedingungen des Mediums ergibt sich aus einer Differenzbande im Bereich der Phenoxazin-Absorption schwache Komplexbildung, die bei hohen Proteinkonzentrationen auch durch die gemeinsame Sedimentation von AMC und Protein bestätigt wird. Die Peptid-Lacton-Ringe des AMC und die aromatischen Aminosäuren der Proteine scheinen an der Wechselwirkung nicht beteiligt zu sein (Reaktion mit AMC-Dimeren, Null-Differenzspektrum bei λ ~ 280 mμ). Die Ähnlichkeit im Verhalten von Cystein, Glutathion und SH-Enzymen und der kompetitive Effekt von Cystein bei der AMC-Enzym-Wechselwirkung weisen auf eine Beteiligung von Cystein am Komplex hin.
Eine durch AMC bewirkte Desaktivierung oder Stimulierung von Ribonuclease wird nicht beobachtet. Dagegen tritt im Fall von SH-Enzymen im pH-Optimum eine dem molaren Verhältnis AMC/Enzym proportionale Desaktivierung auf, die durch DNA bzw. RNA nur z. T. aufgehoben wird. Konformationsänderungen sind dabei nicht nachweisbar; die optische Drehung erweist sich als additiv. „Extrinsic“ Cotton-Effekte treten nicht auf.
Die SH-Spezifität des Ribonuclease-Inhibitors legt in Analogie zu den untersuchten SH-Enzymen die Annahme nahe, daß eine AMC-Protein-Wechselwirkung (Blockierung des RNase-Inhibitors) am biologischen Wirkungs-Mechanismus des AMC beteiligt sein könnte.
Thermal denaturation of RNA free coat proteins of tobacco mosaic virus (TMV) was studied for wildtype TMV (vulgare) and the temperature-sensitive mutant, Ni 118. The ability to form soluble aggregates as well as the optical properties (ORD, UV-difference spectra), and the sedimentation behavior were used as criteria for the native state.
At pH 7.5, I= 0.02 denaturation is reversible for both proteins. The ORD data indicate that the denatured proteins contain residual secondary structure. The “melting temperatures”, as defined by ORD measurements (cp = 0.02 mM), are 39.5 ± 1°C for vulgare and 27 ± 1°C for Ni 118 at pH 7.5, I= 0.02. By means of the aggregation test (cp = 0.05 mM) somewhat lower melting temperatures were found under the same solvent conditions. The difference between the primary structures of vulgare and Ni 118 proteins being a proline → leucine (pos. 20) replacement, the results suggest the cyclic structure of proline (20) to have a specific stabilizing function in the three dimensional protein structure. This conclusion is supported by preliminary experiments on a temperature-sensitive mutant with a threonine residue in pos. 20.