Charakterisierung der Struktur und Dynamik des Lipidverankerten C-Terminus des menschlichen Ras-Proteins in Membranen mit Festkörper-NMR- und FTIR-Spektroskopie

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Im vorliegenden Projekt sollen erstmalig Struktur und Dynamik des C-Terminus des menschlichen Ras-Proteins mit FestkörperNMR- und ATR-FTIR-Spektroskopie charakterisiert werden (structural genomics). Von Kooperationspartnern werden lipidmodifizierte Ras-Peptide und Ras-Proteine synthetisiert, die anschließend in Phospholipidmembranen rekonstituiert werden. Es werden Strukturuntersuchungen am membrangebundenen lipidmodifizierten Ras-Peptid (Aminosäuren 180-186) sowie an der hypervariablen Region des gesamten Ras-Proteins (Aminosäuren 168-179) durchgeführt. Für diese Proteinsegmente liegen bisher noch keine Strukturdaten vor. Die Strukturbestimmung wird mittels Festkörper-NMR-Spektroskopie auf der Basis der 13C-chemischen Verschiebung der selektiv isotopenmarkierten Proteinsegmente vorgenommen. Die Dynamik der membranassoziierten Moleküle wird im Zeitfenster von Nano- bis Millisekunden untersucht. Schließlich werden wir prüfen, ob Ras-Peptide und Ras-Proteine in Raft- oder flüssig-kristallinen Domänen der Membran lokalisiert sind. Als zweite Methode wird die FTIR-Spektroskopie im Projekt zum Einsatz kommen, die insbesondere Informationen zur Sekundärstruktur und Proteinorientierung liefert. Durch die innovative Kombination der unterschiedlichen Expertisen der Antragsteller sollen im Projekt erstmalig hochaufgelöste Strukturdaten des membranbindenden Teils lipidmodifizierter Proteine bestimmt werden.