Quantifizierung und Visualisierung von Protein-Membran und Protein-Protein Wechselwirkungen

Proteine nutzen spezifische Lipidrezeptoren, um an die Plasmamembran zu binden. Wir sind an den molekularen Wechselwirkungen zwischen den membrangebundenen Rezeptoren und den Proteinen interessiert und wie diese Interaktion die Membranstruktur verändert. Speziell untersuchen wir folgende Systeme:

Collybistin - Phosphatidylinositol Phosphat
Die Organisation von Rezeptoren zu inhibitorischen GABAergen und Glycinergen Synapsen wird durch das Gerüstprotein Gephyrin und das Adaptor Protein Collybistin kontrolliert. Collybistin ist ein zur Dbl-Familie gehörender Guanin-Nukleotid-Austauschfaktor, der aus einer Dbl-Homologie (DH) und Pleckstrin-Homologie (PH) Domänen aufgebaut ist. Zusätzlich besitzen die meisten Collybistin Isoformen eine N-terminale src-Homologie 3 (SH3) Domäne. Wir beschäftigen uns mit der Frage, welche Komponente, d.h. welches PIP für die Rekrutierung von Collybistin an die synaptische Membran verantwortlich ist, indem wir quantitative Methoden, wie die Oberflächenplasmonen-Technik sowie die reflektometrische Interferenzspektroskopie einsetzen.



Ezrin -PIP₂ - F-Aktin
Einer der Hauptakteure bei der Verknüpfung der Plasmamembran mit dem Cytoskelett ist das Protein Ezrin, ein Mitglied der Ezrin-Radixin-Moesin (ERM) Familie. Ezrin wird in einer sogenannten "dormant" Konformation im Cytosol gefunden. Wenn es aktiviert wird, ist es an der Plasmamembran lokalisiert. Wir untersuchen, welche Faktoren eine Aktivierung des Proteins auslösen, was zu einer Wechselwirkung mit F-Aktin führt. Um die Ezrin- und die F-Aktin Bindung zu quantifizieren und zu visualisieren, nutzen wir die reflektometrische Interferenzspektroskopie, die Fluoreszenzmikroskopie sowie die Rasterkraftmikroskopie. Mit Hilfe der kolloidalen Kraftmikroskopie konnten wir die Bindungskräfte zwischen Ezrin und F-Aktin bestimmen.



Shiga Toxin - Gb₃
Das bakterielle Shiga Toxin produziert von Shigella dysenteriae und Shiga toxin produzierenden E. coli Stämmen (STECs) wird in die Zelle internalisiert, nachdem es mit den B-Untereinheiten an seinen natürlichen Rezeptor Gb₃ gebunden hat. Wir analysieren mit Hilfe der Fluoreszenz- und Rasterkraftmikroskopie, wie die molekulare Struktur des Lipids Gb₃ diesen ersten Schritt der Internalisierung des Toxins beeinflusst.



Unter anderem gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft



und

von der Max-Planck Schule "Matter to Life"

s. SFB 1286 , RTG 2756 , und Matter to Life