FOR 2518:  Funktionale Dynamik von Ionenkanälen und Transportern - DynIon -

• Fachliche Zuordnung: Biologie ; Medizin
• Förderung: Förderung seit 2017
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 291198853

Die DFG-Forschergruppeninitiative Funktionale Dynamik von Ionenkanälen und Transportern kombiniert experimentelle und computerbasierte theoretische Ansätze zur Untersuchung von Ionenkanälen und Transportern. Der Fokus wird dabei auf der Aktivierung von Ionenkanälen durch chemische Signale liegen. Einbezogen werden Ionenkanäle, die die Bindung von Liganden für die Kanalöffnung benötigen (ionotrope Glutamatrezeptoren), Ionenkanäle, die durch Liganden moduliert werden (K2P Kanäle, spannungsabhängige K+-Kanäle, durch zyklische Nukleotide modulierte Ionenkanäle) und Transporter, die kanalartige Konformationen einnehmen können (EAAT-Glutamattransporter und CLC-Anionenkanälen/Anion-Proton-Austauscher). Verschiedene experimentelle Methoden aus den Bereichen Elektrophysiologie, Biochemie, Fluorometrie und Strukturbiologie werden mit Computertechniken wie all-atom-Moleküldynamik (MD), hybridquantenmechanische / molekülmechanische Simulationen, freie Energieberechnungen und Markov-Modellierungen kombiniert. Die Strategie der Forschergruppeninitiative wird eine anderweitig nicht erreichbare Synergie zwischen Computersimulationen und Experimenten nutzen und fördern. Wir erwarten, dass das Forschungsprogramm nicht nur neue Einblicke in ausgewählte Ionenkanäle und Transporter liefern, sondern auch theoretische und experimentelle Ansätze in der Ionenkanalforschung vorantreiben wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Aktivierung von Glutamatrezeptorkomplexen durch Kombination von Experiment, Simulation und maschinellem Lernen (Antragsteller Noé, Frank ;  Plested, Andrew )
• Die funktionelle Vielfalt der SLC1-Transporterfamilie (Antragsteller Fahlke, Christoph ;  Machtens, Jan-Philipp )
• Einfluss der Membranlipide auf konformelle Änderungen während des Transportzyklus in trimeren Natrium-gekoppelten Symportern (Antragstellerin Ziegler, Christine Maria )
• Enthemmung und Hemmung der HCN2-Kanalfunktion durch Bindung von Liganden an die zyklische Nukleotid-Bindungsdomäne (Antragsteller Gohlke, Holger )
• Ionenpermeation in Kaliumselektiven und Nicht-selektiven Kationenkanälen (Antragstellerinnen / Antragsteller Plested, Andrew ;  Sun, Han )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Benndorf, Klaus )
• Molekulardynamiksimulationen von Kaliumkanal Permeation, Selektivität und Schaltung (Antragsteller de Groot, Berend )
• Neue Ansätze zur Untersuchung der Signalkette des spannungsabhängigen Gatings im Selektivitätsfilter von K+-Kanälen (Antragstellerin Schröder, Indra )
• Protonentransfer und Substraterkennung in SLC17-Transportern (Antragstellerinnen / Antragsteller Alfonso-Prieto, Ph.D., Mercedes ;  Carloni, Paolo ;  Fahlke, Christoph )
• Untersuchung der Schaltmechanismen des Selektivitätsfilters in homomeren und heteromeren K+ Kanälen (Antragsteller Baukrowitz, Thomas ;  Schewe, Ph.D., Marcus )
• Untersuchungen zur Funktion der Bindungsdomäne für zyklische Nukleotide für die Aktivierung von HCN-Kanälen (Antragstellerinnen / Antragsteller Benndorf, Klaus ;  Kusch, Jana )

• Sprecher: Professor Dr. Klaus Benndorf