Development and application of novel biophysical methods to elucidate the structure and dynamics of membrane proteins

开发和应用新型生物物理方法来阐明膜蛋白的结构和动力学

• 批准号: 5395029
• 负责人: Professor Dr. Tim Salditt
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Röntgenphysik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2005-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5395029?language=en
• 关键词: Development; application; novel; biophysical; methods

Das vorliegende Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines neuen Ansatzes zur Untersuchung von Membranproteinen und - peptiden. Dieser Ansatz ergibt sich aus der Kombination von Infrarotspektroskopie und Röntgenbeugung. Die Grundlage der Methode ist die Ableitung räumlicher Randbedingung, z.B. in Hinblick auf die räumliche Lage bestimmter Peptidesegmente, aus der spezifischen Isotopen-Markierung (13C = 18 O). Durch die Präparation hochorientierter Membranstapel auf Festkörper-Trägern und die präzise Kontrolle der Unordnung (statischer und dynamischer Natur) der Membransegmente mittels Röntgenreflektivität lassen sich dann Orientierung des Peptidketten-Segmentes und Orientierungsunordnung der Lipidmembran entfalten. Schließlich wird durch Energieminimierung innerhalb von Molekulardynamiksimulationen die Struktur verfeinert (refined). Gegenstände dieser Untersuchungen sind drei klinisch relevanten, virale Ionenkanäle: Influenza A M2, Influenza B NB und HIV vpu. Diese Membranproteine sind alle homo-oligomere Ionenkanäle, in deren Handhabung die Antragsteller bereits Erfahrung gesammelt haben. Nach Erarbeitung der backbone-Struktur des Proteins, soll dann die spezifische Wechselwirkung des Proteins mit der Lipidmembran durch Neutronen- und Röntgenstreuung untersucht werden. Schließlich soll der Einfluss der (i) Kettenlänge, (ii) der Temperatur, (iii) des Sättigungsgrades der Acylketten, und (iv) des Cholesteringehaltes untersucht werden. Umgekehrt kann der konzentrationsabhängige Einfluss der Proteine auf die Membranstruktur festgestellt werden, z.B. Doppelschichtdicke, Kettenordnung, Kopfgruppenhydratisation. Schließlich soll der vorliegende Antrag auch dazu dienen, anhand von den oben genannten Systemen und der komplementären Information der FITR auch die Methodenentwicklung der Streuexperimente an hochorientierten Membranen voranzutreiben. Zusammenfassend schlagen wir eine neuartige Methode zur Bestimmung der backbone-Struktur unter physiologischen Bedingungen vor. Mit der gewonnen Strukturinformation soll dann die Peptid-Lipid Wechselwirkung aufgeklärt werden.

这是一种新的研究膜蛋白和肽的方法.该装置由红外光谱和辐射的组合产生。Die Grundlage der Methode ist die Ableitung räumlicher Randbedingung，z.B.在Hinblick中，在特定同位素标记（13 C = 18 O）的情况下测定了肽段的拉格含量。在Festkörper-Trägern和Präzise Kontrolle der Unordnung（statischer und dynamischer Natur）der Membransegmente mittels Röntgenreflektivität lassen sich dann Orientierung des Peptidketten-Segmentes和Orientierungsunordnung der Lipidmembran entfalten的基础上，制备高浓度膜。Schließlich wird durch Energieminimierung innerhalb von Molekulardynamiksimulationen die Struktur verfeinert（refined）.这三种病毒都与流感病毒有关：甲型流感M2、流感B NB和HIV vpu。这些膜蛋白都是同源寡聚体，在移植物中具有很好的效果。在确定蛋白质骨架结构后，可通过韦尔登确定蛋白质与脂质膜的特异性结合。Schließlich soll der Einfluss der（i）Kettenlänge，（ii）der Temperatur，（iii）des Sättigungsgrades der Acylketten，and（iv）des Cholesteringehaltes untersucht韦尔登.蛋白质对韦尔登膜结构的影响。Doppelschichtdicke，Kettenordnung，Kopfgruppenhydration. Schließlich soll der vorliegende Antrag auch dazu dienen，anhand von den oben genannten Systemen und der komplementären Information der FITR auch die Methodenentwicklung der Streuexperimente an hochorientierten Membranen voranzutreiben.因此，我们必须采用一种新的方法来确定生理学上的脊柱结构。Mit der gewonnen Strukturinformation soll dann die Peptid-Lipid Wechselectin kung aufgeklärt韦尔登.