Lipid-Protein-Wechselwirkungen bei der Aktivierung von G Protein-gekoppelten Rezeptoren am Beispiel von Rhodopsin

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G Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCRs) stellen eine wichtige Familie von Membranrezeptoren dar, die extrazelluläre Signale an das Zellinnere weiterleiten. Da die Konformationsgleichgewichte zwischen aktiven und inaktiven Rezeptorzuständen von der umgebenden Lipid-Membran beeinflusst werden, ist ein Verständnis der zugrunde liegenden Lipid-Rezeptor-Wechselwirkungen unabdingbar. Diese sollen am Photorezeptor Rhodopsin mit Hilfe von Fourier-Transform Infrarot (FTIR) Differenzen-Spektroskopie untersucht werden, mit der molekulare Veränderungen auf der Ebene einzelner funktioneller Gruppen oder Seitenketten detektiert werden können. In bisherigen Arbeiten zeigten wir eine spezifische Wechselwirkung auf zwischen den Membran-Lipiden und einem bei der Aktivierung des Rezeptors wichtigen Protonierungsschalter im E(D)RY Motiv in der cytoplasmatischen Rezeptordomäne, welches in der Familie A der GPCR funktionell konserviert ist. Im Rahmen von bestehenden erfolgreichen Zusammenarbeiten soll der zugrundeliegende Mechanismus durch Kombination von ortgerichteter Mutagenese, Rekonstitution des Rezeptors in definierte synthetische Lipide und Isotopenmarkierung von funktionellen Gruppen der Lipide untersucht werden. Hierbei sollen besonders der Einfluss der Krümmungs-Stress-Frustration des Lipid-Bilayers und die Funktion der unterschiedlichen Kopfgruppen der in der nativen Membran vorhandenen Lipide berücksichtigt werden.