Forschung

Der Schwerpunkt unserer Forschungsinteressen liegt in membrangebundenen Prozessen, wie die Fusion und Fission von Membranen, der Ionentransport katalysiert durch Ionenkanäle und Pumpen sowie Protein-Lipid und Protein-Protein Wechselwirkungen, die an der Membrangrenzfläche stattfinden. Um diese Prozesse auf molekularer Ebene analysieren zu können, nutzen wir sogenannte "bottom-up" Ansätze, d.h. wir entwickeln künstliche Modellmembransysteme. Neben der routinemäßigen Verwendung von planaren Lipiddoppelschichten und Vesikeln, wie zum Beispiel riesigen unilamellaren Vesikeln, haben wir funktionelle Lipiddoppelschichten auf hochgeordneten Porenarrays etabliert. Diese sogenannten porenüberspannenden Membranen überspannen Nanometer- bis Mikrometer große Poren in einem Aluminium- oder Silizium-Substrat. Auf diese Weise separieren sie zwei wässrige Kompartimente und können als Intermediat zwischen festkörpergestützten und freistehenden Membranen angesehen werden. Mit diesem Modellsystem sind wir in der Lage, Lipiddomänenbildung nachzuahmen, sowie deren Dynamik und Interaktion mit Proteinen am Beispiel des bakteriellen Proteins Shiga Toxin zu untersuchen. Ein Fokus unserer Forschung liegt auf der Erforschung von Phosphoinositid-bindenden Proteinen wie die FERM Domänen von Ezrin und der focal adhesion kinase (FAK) sowie Collybistin und ihre Zytoskelett-organisierenden Eigenschaften. Vor kurzem konnten wir einen Teil der neuronalen Fusionsmaschinerie rekonstituieren, was uns erlaubt, die Fusion zwischen einer planaren porenüberspannenden Membran und einem einzelnen Vesikel auf molekularer Ebene zu analysieren. Zudem ist es unser Ziel, Transportprozesse, die durch antimikrobielle Substanzen, Ionenkanäle wie Connexone und bakterielle Porine sowie Proteinpumpen wie ATP-Synthasen vermittelt werden, weiter zu erforschen.



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