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Projekt
Strukturanalyse von Ribosomen-SelB Komplexen und Ribosomen mit naszierenden Proteinketten Intermediaten mit Kryo-Elektronenmikroskopie und Molekulardynamik Simulationen
Antragsteller
Professor Dr. Helmut Grubmüller; Professor Dr. Holger Stark
Fachliche Zuordnung
Strukturbiologie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207100805
Der Fokus im Projekt P2 liegt auf der Kombination der Kryo-Elektronenmikrospkopie und der Molekulardynamik Simulation zur Untersuchung der Ribsosomen Struktur und Dynamik. Dabei sollen hauptsächlich zwei verschiedende Ribosomenkomplexe bearbeitet werden. Im ersten Projekt wird die 3D Struktur des Ribosomen-SelB Komplexes untersucht, speziell die Bindung und die strukturelle Dynamik von SelB am Ribosom. Das zweite Teilprojekt beschäftigt sich mit der ko-translationalen Faltung eines Modellproteins (NemK) und die Charakterisierung der Strukturintermediate während der Faltung mittels zeitaufgelöster Kryo-EM und anschließender Molekulardynamik Simulationsrechnungen der atomaren Modelle von Proteinfaltungsintermediaten. Bedingt durch die technischen Fortschritte im Bereich Elektronenmikroskopie Hardware und Bildverarbeitung können hochaufgelöste 3D Strukturen funktionaler Ribosomenkomplexe direkt mittels Kryo-EM bestimmt und atomar aufgelöste Modelle berechnet werden. Diese Strukturintermediate stehen dann als Startpunkt für die Molekulardynamiksimulationen zur Verfügung, um Informationen über die Dynamik der Ribosomenkomplexe zu erhalten, wie beispielsweise Informationen über Energiebarrieren und ratenlimitierende Schritte zwischen verschiedenen funktionellen Ribosomenintermediaten, was zu einem besseren Verständnis der "driving forces" für die Ribosomenfunktion führen wird. Die Kombination von Kryo-Elektronenmikroskopie und Molekulardynamik Simulationen ist dahereinzigartig, um dynamische Vorgänge der Elongationsfaktorbindung und der ko-translationalen Proteinfaltung zu untersuchen, um detaillierte Einsichten in dynamische Abläufe am Ribosom bei hoher Auflösung zu erhalten.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
