Mechanics and fast conformational dynamics of the nuclear pore complex

在真核细胞中，Zellkerns和Zytoplasmas通过细胞核膜的形成而被抑制，这是一种细胞核复合物。Kernporenkomplexe，从Untereinheiten的一个大Zahl中捕获，müssen einerseits einen effizienten Austausch zwischen Zellkern和Zytoplasma gewährleisten，并且必须通过其高特异性运输。Zur Zeit ist noch völlig unklar welcher Mechanismus für diesen spezifischen aber gleichzeitig effizienten Transport verantwortlich sein könnte.前一个模型只显示了被观察到的交通特征。在前壁中，只有孔复合体的结构化和不动的孔膜的结构化才能被吸收，孔膜的结构化和不动的孔膜的结构化通过机械的方法来实现，孔膜的结构化和孔膜的结构化通过热传导的热传导的孔壁韦尔登来实现。Speziell sollen mit dem Transport verbundene konformationelle Fluktuationen der Porenkomplex mit einer mikrosekundenenauen zeitlichen Auflösung erfastt韦尔登.这种实验性的带状组织不能用任何技术来建立韦尔登。该定量数据将用于最佳运输模型。通过计算机模拟，我们可以建立新的模型，并进行韦尔登。 总结：在真核细胞中，核内部和细胞质被核膜分开，核膜被大的蛋白质组装体-核孔复合物（NPC）穿孔。通过NPC，物质必须在两个隔室之间有效地运输，但同时运输必须是特异性的，以保持核和细胞质组分的分离。传输机制的机制目前正在激烈的辩论，有几种可能的模型，可以解释实验观察到的传输特性的方面。在这个提议中，我们计划通过使用单分子力学实验和单个未固定的NPC的三维热噪声成像来研究固定的完整核膜上的核转位机制。我们特别针对的构象动力学的表征在一个宽的带宽的核孔复合物的各个部分，这是无法访问的任何其他已建立的技术。获得的定量信息将使我们能够区分当前的易位模型，或者可能提出一个全新的模型。

In der eukaryontischen Zelle wird der Inhalt des Zellkerns und des Zytoplasmas durch die Kernmembran getrennt, welche eine Vielzahl von Kernporenkomplexen enthält. Die Kernporenkomplexe, bestehend aus einer großen Zahl von Untereinheiten, müssen einerseits einen effizienten Austausch zwischen Zellkern und Zytoplasma gewährleisten, andererseits muss der Transport durch sie hoch spezifisch sein. Zur Zeit ist noch völlig unklar welcher Mechanismus für diesen spezifischen aber gleichzeitig effizienten Transport verantwortlich sein könnte. Die vorhandenen Modelle erklären nur Teilaspekte der beobachteten Transportcharakteristik. Im Rahmen des vorliegenden Antrags sollen konformationelle Änderungen des Kernporenkomplexes an intakten aber immobilisierten Kernmembranen mit Hilfe von mechanischen Einzelmolekülexperimenten und der Abbildung der Komplexe mittels der thermischen Bewegung kollidaler Partikel untersucht werden. Speziell sollen mit dem Transport verbundene konformationelle Fluktuationen der Porenkomplexe mit einer mikrosekundengenauen zeitlichen Auflösung erfasst werden. Diese experimentelle Bandbreite kann zur Zeit mit keiner anderen etablierten Technik erzielt werden. Die quantitativen Daten werden uns erlauben bestimmte Transportmodelle auszuschließen. Gegebenenfalls sollen neue Modelle, gestützt durch Computersimulationen, vorgeschlagen werden. Summary: In eukaryotic cells, the nuclear interior and the cytoplasm are separated by the nuclear envelope, which is perforated by large proteinaceous assemblies - nuclear pore complexes (NPCs). Through the NPCs, material has to be efficiently transported between both compartments, but at the same time the transport has to be specific to maintain the separation of nuclear- and cytoplasmic components. The mechanism underlying the transport machinery is currently under strong debate and there are several possible models, which can explain aspects of the experimentally observed transport characteristics. In this proposal, we plan to investigate nuclear translocation mechanisms on immobilised intact nuclear membranes by using single molecule mechanical experiments and three-dimensional thermal noise imaging of single unfixed NPCs. We particularly aim at the characterisation of the conformational dynamics over a wide bandwidth of various parts of the nuclear pore complex, which are not accessible by any other established technique. The gained quantitative information will allow us to distinguish between current translocation models or, potentially, propose a completely new model.