Membrane curvature modulation by membrane fusion promoting domains: HHP as a tool to study membrane fusion

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Winter, seit 7/2016
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227612752

In Biomembranen ist die fluide lamellare (Lα) Phase das überwiegende strukturelle Motiv. Dennoch ist es wichtig, auch die Dynamik lyotroper Phasenumwandlungen von lamellaren in nicht-lamellare Phasen (z. Bsp. kubische Phasen) in biologischen Systemen zu verstehen, wo Membranfusion und –teilung stattfinden. Es gibt Hinweise darauf, dass Intermediate des Membranfusionsprozesses Zuständen entsprechen, die während des Phasenübergangs von der Lα in die invertiert-bikontinuierliche kubische (QII) Phase auftreten, wobei letztere durch Druckperturbation induziert werden kann. Hier möchten wir die Tendenz der Lipide zur Ausbildung von Fusionsporen nach Zugabe der Fusionspeptide (FP) oder Transmembran-domänen (TMD) viraler Fusionsproteine untersuchen. Das beantragte Projekt hat das Ziel, die für die Peptide der unterschiedlichen viralen Fusionsproteinklassen charakteristischen strukturellen Eigenschaften mit ihrer Fähigkeit, die Membrankrümmung zu modulieren, in Zusammenhang zu bringen. Basierend auf Theorien zur Membranfusion und der Kenntnis der Struktur und Energetik bikontinuierlicher kubischer Phasen werden Modelle für den Wechselwirkungsmechanismus der Peptide mit der Membran aufgestellt. Die Analyse der druckinduzierten Lipid-Peptid-Interaktion wird auch helfen, Membranfusionsprozesse unter extremen Umweltbedingungen, wie in der Tiefsee, besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1979: Erforschung der Dynamik biomolekularer Systeme durch Druckmodulation
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Katrin Weise, bis 6/2016