Molekulare Mechanismen der Destabilisierung und Fehlfaltung einzelner Membranproteine

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Destabilisierung und Fehlfaltung von Membranproteinen bilden die zentrale Ursache zahlreicher Krankheiten, die einen beträchtlichen Anteil der menschlichen Population betreffen bzw. betreffen werden1. Mit dem Verlust der Konformation geht auch die Funktion des Proteins verloren. Deshalb bildet das Studium der Mechanismen, welche Membranproteine destabilisieren und fehlfalten, eine zentrale Rolle in der molekularen Medizin und Biologie. Die Einzelmolekülkraftspektroskopie ermöglicht es, molekulare Wechselwirkungen zu detektieren, die auf und in Proteinen in ihrer natürlichen Umgebung wirken. Der Antragsteller hat diese Methode an Membranproteinen etabliert und konnte individuelle Wechselwirkungen strukturell lokalisieren und charakterisieren wie diese Sekundärstrukturelemente stabilisieren. Außerdem können Energiepotenziale und Kinetiken der (Ent-)faltungsschritte einzelner Membranproteine bestimmt werden. In diesem Antrag soll untersucht werden, wie sich diese Wechselwirkungen in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen verändern und damit die strukturelle Stabilität eines Membranproteins bis hin zu seiner Fehlfaltung beeinflusst. Die zu erwartenden Erkenntnisse liefern wichtige wissenschaftliche Einsichten in molekulare Mechanismen welche die Fehlfaltung von Membranproteinen begünstigen bzw. sogar induzieren. Darüber hinaus bieten sie eine Basis, um Membranproteine zu stabilisieren und für neue und bestehende medizinische und biotechnologische Anwendungsmöglichkeiten einzusetzen.