Comparative analysis of the dynamics of the binding protein-dependent histidine ABC import system and the ECF-type biotin transporter

• Antragsteller: Professor Dr. Erwin Schneider
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 137770687

Klassische prokaryotische ABC-Transporter zur Aufnahme chemischer Verbindungen in das Cytoplasma bestehen aus einem membranständigen Komplex zweier porenbildender Untereinheiten mit einem ATPase-Dimer. Zusätzlich ist ein extracytoplasmatisches Substrat- Bindeprotein erforderlich. Das derzeit diskutierte Modell zur Funktionsweise dieser Systeme beruht vorwiegend auf strukturellen und funktionellen Informationen über den (Typ I) Maltose-ABCTransporter aus E. coli/Salmonella. Dieses System besitzt jedoch einige von der Norm abweichende Eigenschaften, so dass die generelle Gültigkeit der Befunde für ABC-Importer zumindest fragwürdig erscheint. Wir schlagen vor, das Modell an dem ähnlich gut charakterisierten Histidin-Transporter (HisJ/LAO-HisQMP2) zu überprüfen. Es sollen insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Bindeprotein und Transporter untersucht werden. Mittels ‚Microscale Thermophoresis‘ und ‚Surface Plasmon Resonance‘ sollen Änderungen in der Affinität des Transporters für das Bindeprotein während des Transportzyklus bestimmt werden. Ziel ist, durch das Bindeprotein ausgelöste Konformationsänderungen der Transmembranbereiche, die zur ATP-Hydrolyse führen, besser zu verstehen. Weiterhin sollen die experimentellen Erfahrungen mit Typ I-ABCTransportern genutzt werden, um Erkenntnisse über die Dynamik des Biotin Transporters BioYMN als Vertreter der neuartigen ECF-Transporter-Familie zu erhalten. Mittels ortsspezifischer chemischer Quervernetzung soll an in Nano-Discs integrierten Cystein-Mutanten die Dimerisierung der ATPase BioM sowie die Interaktion von BioM und BioN in Abhängigkeit von Substrat und Nukleotiden untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen