Eine erste MAS-NMR-Struktur eines Membranproteins: Die Struktur von OmpG und die Dynamik der Porenöffnung in nativer Lipidumgebung

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Es ist bislang noch nicht gelungen, die Struktur eines integrierten Membranproteins mittels MAS-NMR zu bestimmen. Der vorliegende Antrag soll dazu dienen, ein bereits gut fortgeschrittenes Projekt, die Strukturbestimmung des Aussenmembranproteins von E. coli (Outermembrane protein G, OmpG) in nativer Lipidumgebung unter Verwendung von Proben mit verschiedenen Markierungsmustern und neuen NMR-spektroskopischen Methoden zu Ende zu bringen. In diesem Rahmen sollen speziell markierte Aminosäuren eingesetzt werden, um Aminosäure-selektiv markierte Proben herzustellen, und Ligationstechniken zur Herstellung von Segment-markierten OmpG-Praparationen. Weiterhin sollen deuterierte Proben hergestellt werden, die aus 10 % H2O/90 % D2O zurückgefaltet werden, um auf diese Weise Protonen- NMR-Spektroskopie im Festkörper durchzuführen und zur AuflÖsungsSteigerung Protonenfrequenzen benutzen zu können. Diese kürzlich in unserem Institut von der Gruppe von Bernd Reif vorgeschlagenen Experimente wurden bereits an mikrokristallinen Probe einer SH3 Domäne getestet und erlauben, ein der Lösungs-NMR-Spektroskopie analoges Strukturbestimmungskonzept anzuwenden. In einer rÖntgenkristallographischen Untersuchung wurde OmpG als eine durch pH-Änderung schaltbare Pore für Disaccharide charakterisiert. Hier sollen Untersuchungen bei unterschiedlichen pH-Werten in nativen Lipiddoppelschichten durchgeführt werden, um die Dynamik des Öffinmgsvorgangs und die Bindungseigenschaften gegenüber Zuckern und anderen kleinen Molekülen besser beschreiben zu können, und nützliche Informationen für das Design von biotechnologisch einsetzbaren Poren zu liefern.