Vergleichende Analyse der Dynamik des Histidin-ABC-Transporters und des ECF-Biotin-Transporters

Klassische prokaryotische ABC-Transporter zur Aufnahme chemischer Verbindungen in das Cytoplasma bestehen aus einem membranständigen Komplex zweier porenbildender Untereinheiten mit einem ATPase-Dimer. Zusätzlich ist ein extracytoplasmatisches Substrat-Bindeprotein erforderlich. Das derzeit diskutierte Modell zur Funktionsweise dieser Systeme beruht vorwiegend auf strukturellen und funktionellen Informationen über den (Typ I) Maltose-ABC-Transporter aus E. coli/Salmonella. Dieses System besitzt jedoch einige von der Norm abweichende Eigenschaften, so dass die generelle Gültigkeit der Befunde für ABC-Importer zumindest fragwürdig erscheint. Wir schlagen vor, das Modell an dem ähnlich gut charakterisierten Histidin-Transporter (HisJ/LAO-HisQMP2) zu überprüfen. Aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen sollen in der zweiten Förderperiode insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Bindeprotein und Transporter untersucht werden. Mittels ‚Microscale Thermophoresis‘ und ‚Surface Plasmon Resonance‘ sollen Änderungen in der Affinität des Transporters für das Bindeprotein während des Transportzyklus bestimmt werden. Ziel ist, durch das Bindeprotein ausgelöste Konformationsänderungen der Transmembranbereiche, die zur ATP-Hydrolyse führen, besser zu verstehen. Weiterhin sollen die experimentellen Erfahrungen mit Typ I-ABC-Transportern genutzt werden, um Erkenntnisse über die Dynamik des Biotin Transporters BioYMN als Vertreter der neuartigen ECF-Transporter-Familie zu erhalten. Mittels ortsspezifischer chemischer Quervernetzung soll an in Nano-Discs integrierten Cystein-Mutanten die Dimerisierung der ATPase BioM sowie die Interaktion von BioM und BioN in Abhängigkeit von Substrat und Nukleotiden untersucht werden.