Biophysikalische Charakterisierung des durch NSF und Alpha-SNAP katalysierten Dissoziation von SNARE-Komplexen

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SNARE-Proteine sind an allen intrazellulären Membranfusions-Vorgängen des sekretorischen Pathways beteiligt. Man vermutet, daß sie die Membranfusion katalysieren, wobei sich die in den beteiligten Membranen befindlichen SNAREs reißverschlußartig zusammenlagern und dadurch den Fusionsvorgang einleiten. Es entsteht ein stabiler hetero-oligomerer Komplex (SNARE-Komplex), der nach erfolgter Fusion durch die ATPase NSF und den Kofaktor a-SNAP wieder dissoziiert wird. Während die Assoziation von SNAREs sowie die damit verbundenen Intermediate und Konformationsänderungen bereits gut verstanden sind, ist über den Mechanismus der NSF-vermittelten Dissoziation nur wenig bekannt. Man nimmt an, dass NSF den SNARe-Komplex ringartig umfaßt, wobei a-SNAP als Adaptor fungiert. Nachfolgend wir der SNARE-Komplex durch eine durch ATP-Hydrolyse angetriebene Konformationsänderung in NSF dissoziiert. Im hier vorgestellten Projekt ist geplant, die Interaktion von NSF und a-SNAP mit SNARE-Komplexen im Detail zu untersuchen und die Einzelschritte der Dissoziationsreaktion aufzuklären. Im ersten Teil des Vorhabens soll die Bindung von NSF und a-SNAP an den SNARE-Komplex charakterisiert werden. Ziel ist es, ein genaueres Bild über die zugrundeliegenden Protein-Protein-Interaktionen und den Aufbau des Disassemblyapparates zu erhalten. Anschließend soll die NSF-katalysierte Dissoziation von SNARE-Proteinen untersucht werden. Dabei werden proteinchemische, fluoreszenzspektroskopische und kalorimetische Methoden zum Einsatz kommen. Außerdem sollen durch gezielte Verwendung definierter Mutanten sowie von nicht hydrolysierbaren ATP-Analoga vertiefende Einblicke in den Mechanismus der ATPase NSF erhalten werden.