Optimierung molekularer Motoren mit Hilfe von gelenkter Evolution

• Antragsteller: Professor Dr. Georgios Tsiavaliaris
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5444425

Wir werden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens die Techniken der gelenkten Evolution einsetzen, um funktionelle, nur aus einer Polypeptidkette bestehende Myosine darzustellen. Ausgangspunkt unserer Arbeiten sind Myosinkonstrukte in denen die Nackenregion durch Spektrin-ähnliche Wiederholungseinheiten ersetzt wurde. Diese Konstrukte erzeugen in vitro Kraft und Bewegung gegen kleine Lasten, allerdings können sie das native Myosin nicht in der Zelle ersetzen. Durch die Kombination von "error-prone PCR", zur Veränderung der künstlichen Nackenregion, mit direkter Selektion für funktionelles Myosin in Dictyostelium, werden wir rekombinante Myosine erzeugen, die auch gegen höhere externe Kräfte Arbeit verrichten und natives Myosin in der Zelle ersetzen. Die Veränderungen der Nackenregion in diesen Konstrukten werden wir unter anderem Hilfe der Röntgenstrukturanalyse und von Einzelmolekülmessungen bestimmen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden wichtige Aufschlüsse über die mechanischen Eigenschaften Spektrin-ähnlicher Wiederholungseinheiten, die optimale Geometrie zur Übertragung von Kräften im Aktomyosin-System und die bestmögliche Verknüpfung zwischen Motor Domäne und künstlicher Nackenregion sowie Schwanzregion und künstlicher Nackenregion erbringen. Die erfolgreiche Durchführung dieses Projekts etabliert damit wichtige Grundlagen künstliche Motorproteine mit maßgeschneiderten Eigenschaften darzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Dietmar J. Manstein