Untersuchung des Transportmechanismus von ECF Transportern mittels statischer und dynamischer Strukturbestimmung

• Antragstellerin: Dr. Marianne Kluth
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282894753

In diesem Projekt soll die Funktionsweise der energy-coupling factor (ECF) Transporter, die erst kürzlich zur ATP-binding cassette (ABC) Transporter Familie zugeordnet wurden, am Beispiel des Folat ECF Transporters (ECF-FolT) aus verschiedenen Lactobacillus Spezies untersucht werden. Basierend auf den bereits vorhanden Kristallstrukturen wurde postuliert, dass ECF-Transporter einen noch nie dagewesenen Transportmechanismus verwenden, bei dem eine gesamte Untereinheit in der Lipiddoppelschicht rotiert. Um diese Hypothese zu testen, sollen Strukturen des Transporters ECF-FolT in neue Konformationszuständen mittels Röntgenkristallographie gelöst werden und dynamische Konformationsänderungen des Transporters während des Transportzyklus durch Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie untersucht werden. Dabei soll die orts-spezifische Fluoreszenzmarkierung durch den in vivo Einbau nicht-natürlicher Aminosäuren in Kombination mit Azid-Alkyn Klick-Chemie und klassicher Maleimid Verknüpfung an ausgewählten Cysteinen erfolgen. Die Rekonstitution von ECF-FolT in Proteoliposomen ermöglicht nicht nur die dynamische Strukturbestimmung in der natürlichen Umgebung des Membranproteins, sondern auch die biochemische Charakterisierung des Transporters und die Etablierung eines in vitro Systems zur Untersuchung von Liganden-Protein-Interaktionen. Das Verständnis der Funktionsweise auf molekularer Ebene wird die Entwicklung neuer Antibiotika gegen humane Pathogene, die aufgrund fehlender Biosynthese-Wege für Vitamine von ECF-Transportern abhängig sind, ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Dirk Slotboom, Ph.D.