Funktionelle Regulation von ABCTransportern der "Multi-Drug-Resistance" durch kooperativeWechselwirkungen (B05)

• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 104405829

Ziel des Projektes ist es, die kooperative Wechselwirkung der beiden Untereinheiten von ABC Transportern (ABC = ATP binding cassette) unter dem regulatorischen Einfluss von Transportsubstraten und dem Einfluss der ATP Hydrolyse zu verstehen. Diese, zum Beispiel für die Multi-Drug-Resistance physiologisch wichtigen Effluxpumpen, bestehen aus zwei heterologen oder z.T. auch homologen Proteinuntereinheiten, die jeweils eine ATP-Bindungsstelle enthalten und häufig kovalent verknüpft sind. Das Spektrum transportierter Moleküle reicht von membranlöslichen Medikamenten über Cholesterol, Gallensalze, Lipide bis hin zu Proteinen. Der Transportmechanismus ist ungeklärt. Arbeitshypothese ist, dass die biologische Aktivität der Transporter über die Modulation der kooperativen Wechselwirkung der zu transportierenden Moleküle mit den beiden Proteinuntereinheiten induziert wird. Durch Anbindung des Substrates erfolgt eine Konformationsänderung, wodurch die ATP Hydrolyse induziert und der aktive Transportprozess gestartet wird. ATP wird aber nicht nur als Energielieferant, sondern auch als Regulator der Transporteffizienz diskutiert. Zur Struktur-Funktions-Korrelation sollen sowohl rekonstituierte Vesikelsysteme in Suspension, an Oberflächen verankerte Proteoliposomen wie auch festkörperunterstützte Membranen eingesetzt werden, die die Bestimmung der ATP-Hydrolyse und der Transportaktivität zulassen. An verschiedenen strukturierten Proteinoberflächen sollen kooperative Prozesse der Protein-Protein-Wechselwirkung unter Substrateinfluss auf der Basis der ATP-Hydrolyse analysiert werden. Allgemein leistet dieser Teil des geplanten Vorhabens einen Beitrag zur Weiterentwicklung chemischer Modifikationen von vorstrukturierten Oberflächen zur selektiven Aggregation von zwei unterschiedlichen oder gleichartigen Proteinen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Teilprojekt zu: SFB 858: Synergetische Effekte in der Chemie - Von der Additivität zur Kooperativität
• Großgeräte: Rasterkraftmikroskop
• Gerätegruppe: 5091 Rasterkraft-Mikroskope
• Antragstellende Institution: Universität Münster
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Hans Joachim Galla; Professor Dr. Armido Studer