Untersuchung der Struktur und Funktion des mechanosensitiven Kanalproteins MscL in seiner natürlichen Membranumgebung mittels Festkörper-NMR an selektiv Isotopen-markierten Polypeptiden (13C, 15N, 19F) und an unmarkiertem Protein (14N in natürlicher Häufi

使用固态 NMR 对选择性同位素标记的多肽（13C、15N、19F）和未标记的蛋白质（天然丰度的 14N）研究机械敏感通道蛋白 MscL 在其天然膜环境中的结构和功能

• 批准号: 5345807
• 负责人: Dr. Stephan L. Grage
• 金额: --
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Emmy Noether International Fellowships
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2003-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5345807?language=en
• 关键词: Untersuchung; der; Struktur; und; Funktion

Bei der Regulation des Innendrucks von Bakterienzellen kann der mechanosensitive Kanal MscL durch Öffnen einer Pore in der Zellmembran osmotische Druckdifferenzen ausgleichen. Die Struktur dieses Membranproteins im geschlossenen Zustand der Pore wurde kürzlich mittels Röntgenkristallographie aufgeklärt. Hier soll nun mittels Festkörper-NMR die Struktur der geöffneten Pore untersucht werden, um daraus Schlußfolgerungen über die Funktionsweise des MscL-Proteins ableiten zu können. Zunächst soll ein vereinfachtes Peptidmodell, bestehend aus der Poren-auskleidenden Transmembranhelix etabliert werden. Mittels Festkörper-NMR sollen lokale Abstände und Orientierungen am oligomeren Bündel der Polypeptide in ihrer natürlichen Membranumgebung vermessen werden. Durch Änderung der Lipideigenschaften (Membrandicke, Phasenzustand), sowie durch die Verwendung von Mutanten, sollen strukturelle Unterschiede erfaßt werden und hinsichtlich einer Öffnung des Kanals interpretiert werden. Neben selektiven Isotopenmarkierungen soll hierbei erstmalig auch 14N in natürlicher Häufigkeit für Strukturuntersuchungen eingesetzt werden, um zuletzt das gesamte Protein untersuchen zu können.The mechansosensitive channel protein MscL can compensate osmotic pressure in bacterial cells by opening a pore in the cell membrane. The structure of this membrane protein in the closed state of the pore was solved recently by x-ray crystallography. Here, the structure of the open pore is investigated by solid state NMR in order to draw conclusions about the function of the MscL protein. First goal is to establish a simplified peptide model, which consists of the pore-lining transmembrane segment. To this aim, local distances and orientations within the oligomeric peptidebundle in its natural membrane environment will be measured. The nextobjective is to characterize structural changes resultingfrom a variation of the lipid properties as well as mutations of thepeptide, and interpret these in terms of a pore opening. Besides selective isotope labelling, the use of 14N at natural abundance for structural investigations will be explored in order to investigate the whole protein.

在调节Bakterienzellen的内部压力的同时，可以通过Zellmembran弹性体中的一个孔隙来调节机械敏感的卡纳尔MscL。Die Struktur dieses Membranproteins im geschlossenen Zustand der Pore wurde kürzlich mittels Röntgenkristallographie aufgeklärt.在此，我们将使用Festkörper-NMR来检测韦尔登的结构，以确定MscL-蛋白质的功能。Zunächst soll ein vereinfachtes Peptidmodell，bestehire aus der Poren-auskleaderden Transmembranhelix etabliert韦尔登. Mittels Festkörper-NMR sollen lokale Abstände und Orientierungen am oligomeren Bündel der Polypeptide in ihrer natürlichen Membranumgebung vermessen韦尔登.通过对突变体的识别，可以识别出韦尔登的结构，并对韦尔登进行解释。Neben selektiven Isotopenmarkierungen soll hierbei erstmalig auch 14 N in natürlicher Häufigkeit für Strukturuntersuchungen eingesetzt韦尔登，um zuletzt das gesamte Protein untersuchen zu können.机械敏感通道蛋白MscL可以通过打开细胞膜上的孔来补偿细菌细胞中的渗透压。这种膜蛋白在孔的封闭状态下的结构最近通过X射线晶体学得到了解决。在这里，通过固态NMR研究开孔的结构，以得出有关MscL蛋白质功能的结论。第一个目标是建立一个简化的肽模型，它包括孔衬跨膜段。为此，将测量寡聚肽束在其天然膜环境中的局部距离和取向。下一个目标是表征由脂质性质的变化以及肽的突变引起的结构变化，并根据孔的打开来解释这些变化。除了选择性同位素标记，使用14 N在自然丰度的结构调查将探索，以调查整个蛋白质。