Dynamics and Regulation of the Maltose ABC Transporter of Escherichia coli/Salmonella

ABC(ATP-binding cassette)-Transporter koppeln die Aufnahme oder den Export chemischer Substanzen über biologische Membranen an die Hydrolyse von ATP. Sie sind durch einen gemeinsamen modularen Aufbau gekennzeichnet, nach dem zwei Transmembrandomänen, die eine Translokationspore bilden, mit zwei ATP-spaltenden Domänen assoziiert sind. Der Maltose-Transporter aus E. coli/Salmonella kann aufgrund der Vielzahl verfügbarer genetischer, biochemischer und struktureller Daten als das Modellsystem schlechthin für klassische ABC-Importer betrachtet werden. Letztere benötigen als eine zusätzliche Komponente ein substratspezifisches Bindeprotein. Aufbauend auf den vorhandenen Informationen schlagen wir vor, die Dynamik des Transporters im Detail zu untersuchen. Dazu wollen wir ortsspezifische chemische Quervernetzungsverfahren mit Elektronparamagnetischer Resonanzspektroskopie mit dem Ziel verbinden, individuelle Schritte des Transportvorgangs aufzuklären. Zusammen mit Computer-gestützten Analyseverfahren soll so ein vollständiges Bild der Konformationsänderungen des Transporters und damit ein Verständnis der molekularen Vorgänge während des Transportzyklus erhalten werden. Weiterhin wollen wir mit Hilfe dieser Techniken, ergänzt durch Fluoreszenzspektroskopie (FP-FRET und FCS), den Mechanismus aufklären, nach dem die EIIAGlc-Komponente des enterobakteriellen Glucose-Transporters den Maltose-Transporter beim Induktorauschluss hemmt.