Funktionale und strukturelle Charakterisierung der humanen SLC20 Proteine: PiT1 und 2

• Antragstellerin: Dr. Charlott Stock
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462647097

Die Natrium-gekoppelten Phosphat-Transporter der SLC20 Protein-Familie, vor Allem ihre Funktionalität und ihr Transport Mechanismus, sind noch nicht ausreichend untersucht. Die humanen SLC20 Transporter PiT1 und PiT2 kommen überall im menschlichen Körper vor. Ihnen werden viele verschiedene Funktionen zugeschrieben, unter anderem die Regulation von intrazellulären Phosphat-Leveln sowie Teilhabe an adaptierten und genetisch bedingten Kalzifizierungs-Erkrankungen. In Mausmodellen ist ein Knockout des PiT1 Gens bereits in embryonalen Entwicklungsstadien tödlich und Mutationen im humanen PiT2 Gen werden mit der seltenen neurodegenerativen Krankheit Morbus Fahr in Verbindung gebracht. Da noch keine Expressions- und Reinigungs-Strategie für die humanen PiT Transporter existiert, sind funktionale Studien auf elektrophysiologische Untersuchungen von murinen Homologen limitiert. Bis Heute, ist nur eine einzige Struktur eines bakteriellen SLC20 Transporters bekannt. Diese Informationen sind nicht ausreichend, um den Transport Mechanismus von SLC20 Transporter und ihre pathophysiologischen Funktionen nachzuvollziehen. Um, vor allem die humanen SLC20 Transporter PiT1 und PiT2 besser zu verstehen, werde ich im Rahmen dieses Walter Benjamin Stipendiums der DFG, eine Strategie zur Produktion und Reinigung von humanen PiT Transportern implementieren, in vivo & vitro Transport Versuche durchführen und die ersten Strukturen dieser sekundär aktiven Transporter mittels cryo-EM Analyse bestimmen. Hierbei werde ich meine Arbeit auf vier Aspekte fokussieren: die molekularen Details des Transport Mechanismus, den Einfluss endogener Lipide auf die Transport-Aktivität, die eventuell funktionale Rolle der Dimerisierung und die Funktion des intrazellulären Loops, der nur in eukaryotischen Homologen konserviert ist. Meine Erfahrungen im Bereich von Membranprotein Produktion, Reinigung und Handhabung, in Kombination mit der vorhandenen Expertise im Bereich von sekundär aktiven Transportern in der Gruppe von Poul Nissen und der hervorragenden cryo-EM Infrastruktur an der Universität von Aarhus, sind exzellente Voraussetzungen zur erfolgreichen Durchführung des vorgeschlagenen Projektes.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Dänemark
• Gastgeber: Professor Poul Nissen, Ph.D.