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Kontrolle des Rotationsmechanismus einer einzelnen FoF1-ATP synthase in freitragenden Lipiddoppelschichten

自支撑脂质双层中单个 FoF1-ATP 合酶旋转机制的控制

基本信息

批准号：
196663069
负责人：
Professor Dr. Michael Börsch
金额：
--
依托单位：
Arbeitsgruppe Mikroskopie-Methodik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/196663069?language=en
关键词：
Kontrolle des Rotationsmechanismus einer einzelnen

项目摘要

FoF1-ATP Synthasen produzieren und erhalten das [ATP]-Niveau in Zellen mithilfe einer internen Rotation von Untereinheiten. In Escherichia coli wird das Enzym durch die Protonen-motorische Kraft, PMF, angetrieben, die aus zwei Komponenten besteht: der Konzentrationsdifferenz von Protonen (ΔpH) und dem elektrischen Potential (Δψ) über die Membran. Rotation während der ATP Synthese wurde in vitro bei hohen ΔpH- und unbekannten Δψ-Werten nachgewiesen. In vivo ist der ΔpH-Wert klein und Δψ soll die treibende Kraft zur ATP Synthese sein. Demnach könnten die korrespondierenden ATP Syntheseraten deutlich kleiner sein. Wir wollen die spezifischen Rollen von ΔpH und Δψ quantitativ in Bezug auf die Rotationsmechanik messen. Im ersten Schritt werden wir unsere konfokale Einzelmolekül-Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer Methode zur Beobachtung der Rotation in einzelnen FoF1-ATP Synthasen mit der neuen 'black-lipid-membrane patch clamp'-Technik unseres Kooperationspartners kombinieren, die die Diffusion von Membranproteinen auf etwa 10 nm begrenzt. Konfokales Laserscanning und zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung erlauben somit die Beoachtung von PMF-kontrollierter Rotation in einer einzelnen FoF1-ATP Synthase auf allen Zeitskalen von Nanosekunden bis Minuten für ATP Hydrolyse und Synthese ohne Oberflächenanbindung. Die Ergebnisse werden mit Messungen an rekonstituierten FoF1-ATP Synthasen verglichen, die im 'ABELtrap' (Anti-Brownian electrokintic trap) festgehalten werden.

FoF1-ATP合成酶产物的合成及其与[ATP]-Niveau的关系。在大肠杆菌中，酶durch die Protonen-motorische Kraft， PMF, angetrieben, die aus zwei Komponenten besteen: der Konzentrationsdifferenz von Protonen （ΔpH）和dem elektrischen Potential （Δψ）。旋转während der ATP在体外合成的研究ΔpH- und unbekannten Δψ-Werten nachgewiesen。体内ist der ΔpH-Wert klein和Δψ soll die treibende Kraft zur ATP合成酶。Demnach könnten die korrespondierenden ATP Syntheseraten deutlich kleiner sein。[4][1][1][1][1][1][1][1][1][1][1]。in ersten Schritt werden在einzelnen FoF1-ATP合成中旋转荧光共振能量转移方法zur Beobachtung der Rotation在einzelnen FoF1-ATP合成中旋转-Technik unseres kooperationpartnerskombinieren， die die Diffusion von membrane proteinen autwe10 nm begrenzt。激光扫描与zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung erlauben somit die Beoachtung von pmf - kontrolliter旋转在einer einzelnen FoF1-ATP合成酶aufallen Zeitskalen von Nanosekunden bis Minuten f<s:1> ATP水解与合成ohne Oberflächenanbindung。Die Ergebnisse werden mit Messungen和rekonstituierten FoF1-ATP Synthasen verglichen， Die in 'ABELtrap'（反布朗电阱）festgehalten werden。