Einzelmolekülspektroskopische Untersuchung der Transportvorgänge im Kernporenkomplex mit Hilfe biomimetrischer Modelle

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk-Peter Herten
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5445651

Der erleichterte Transport von Proteinen und Ribonukleinsäuren zwischen Zell- und Kernplasma durch die Kernpore (NPC) wird z. Zt. durch verschiedene Modelle beschrieben, denen u.a. nicht klar definierte Wechselwirkungen zwischen den hydrophoben Anteilen stationärer Peptidketten (FG-Repeats) und den hydrophoben Taschen von Transportrezeptoren zu Grunde gelegt werden. Diese Wechselwirkungen, die in allen bekannten Modellen eine entscheidende Rolle spielen, sollen isoliert durch Methoden der optischen Einzelmolekülspektroskopie an zunächst einfachen biomimetischen Modellen wie ebenen beschichteten Oberflächen untersucht werden. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen die Mobilitäten der löslichen Transportfaktoren auf Oberflächen, die mit unterschiedlichen FG-reichen Proteinen aus Kernporen beschichtet sind, sowie der Einfluss weiterer löslicher Co-Faktoren aus Zell- und Zellkernlysaten auf die beobachtete Kinetik. Im weiteren Verlauf soll auf porenähnlichere Systeme wie beschichtete Mikrokapillaren und später Porenfilter übergegangen werden, um sich den Transportbedingungen innerhalb des NPC anzunähern. Zur Untersuchung dieser dynamischen Prozesse im Bereich von 10-6-10-3s kommen die spektrale und zeitaufgelöste Einzelmolekülmikroskopie auch unter evaneszenter Anregung und die konfokale Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) zum Einsatz. Durch die Kombination der FCS mit Rasterscanningverfahren soll die direkte Abbildung von Diffusions- und Konzentrationsgradienten erreicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Jürgen Wolfrum