BASP1 (human brain acid soluble protein 1) ist ein N-terminal myristoyliertes, intrinsisch ungeordnetes Protein, welches im neuronalen Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) Signaltransduktionsweg involviert ist. Welche Rolle BASP1 in diesem Prozess spielt ist noch nicht geklärt, jedoch scheint dieses Protein an der neuronalen Wachstumskegelformation und Neurotransmitterausschüttung beteiligt zu sein. BASP1 bindet an cytosolischer Seite der Plasmamembran. Eine wichtige Funktion von BASP1 ist die Cholesterol-abhängige Sequesterierung von PIP2 in Lipid rafts der präsynaptischen Membran oder des axonalen Wachtumskegels. Ziel dieser Arbeit ist es, mittels Kernspinresonanz (NMR) und anderen biophysikalischen Methoden, den Einfluss der N-Myristoylierung auf die strukturellen Dynamiken von BASP1, besonders auf die Konsequenzen dieser Modifikation auf Interaktionseingenschaften, zu untersuchen. Für diese Experimente muss BASP1 mit und ohne N-Myristoylierung rekombinant exprimiert werden. Es ist uns gelungen, rekombinant myristoyliertes BASP1 zu erhalten, indem wir humane N- myristoyltransferase und BASP1 in Escherichia coli Zellen co-exprimiert haben mittels einem dualen Expressionsvektors. Zusätzlich haben wir durch Massenspektrometrie zeigen können, dass rekombinante Expression von N-myristoyliertem BASP1 in minimal Medium, welchen für Isotopenlabeling benötigt wird, zu einer Mischung aus myristolierter und lauroylierter Form des Proteins führt. Die strukturelle Dynamik der nativen und N-myristoylierten Form ist Thema dieser Arbeit; interessanterweise konnten wir zeigen, dass beide Formen Ca2+ direkt binden können und Calcium zu einem Lösen von BASP1 von Liposomen in vitro führt. Dieses bisher unbekannte Feature von BASP1 könnte sich als relevant in vivo herausstellen, da BASP1 in Calcium abhängigen Prozessen wie dem PIP2 Signaltransduktionsweg, Neurotransmitterausschüttung oder Wachtumskegellenkung vorkommt.

The human brain acid soluble protein 1 (BASP1) is a N-terminally myristoylated intrinsically disordered protein found in neuronal phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) signaling. The exact physiological function(s) of BASP1 remain unclear but it appears to be involved in growth cone guidance and neurotransmitter release. BASP1 is bound to the exterior of synaptic vesicles or the cytosolic side of the plasma membrane. Nevertheless, one important feature of BASP1 seems to be its cholesterol dependent ability to sequester PIP2 into lipid rafts at the presynaptic membrane or at growth cones of axons. The aim of this work was to investigate, using nuclear magnetic resonance (NMR) and other biophysical methods, the influence of N-myristoylation on the structural dynamics of BASP1, especially the influence this modification could have on its interaction properties. Therefore, we first achieve recombinant expression of BASP1 with and without N-myristoylation. We were able to obtain recombinant N-myristoylated BASP1 by co-expressing human N-myristoyltransferase in Escherichia coli cells using a dual expression vector. Additionally, using mass spectrometry, we were able to show that recombinant expression of N-myristoylated BASP1 in minimal medium, necessary for isotope labeling, leads to a mixture of both myristoylated and lauroylated forms. The structural dynamics of both native and N-myristoylated forms of BASP1 were under investigation. Interestingly, we were able to show that both forms bind Ca2+ directly and that Ca2+ leads to a detachment of BASP1 from liposomes in vitro. This so far unknown feature of BASP1 can prove to be of relevance in vivo since BASP1 is involved in processes that are highly calcium dependent, including the PIP2 signaling pathway, neurotransmitter release and growth cone guidance.