Kontrolle des Rotationsmechanismus einer einzelnen FoF1-ATP synthase in freitragenden Lipiddoppelschichten

自支撑脂质双层中单个 FoF1-ATP 合酶旋转机制的控制

• 批准号: 196663069
• 负责人: Professor Dr. Michael Börsch
• 金额: --
• 依托单位: Arbeitsgruppe Mikroskopie-Methodik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/196663069?language=en
• 关键词: Kontrolle; des; Rotationsmechanismus; einer; einzelnen

FoF1-ATP Synthasen produzieren und erhalten das [ATP]-Niveau in Zellen mithilfe einer internen Rotation von Untereinheiten. In Escherichia coli wird das Enzym durch die Protonen-motorische Kraft, PMF, angetrieben, die aus zwei Komponenten besteht: der Konzentrationsdifferenz von Protonen (ΔpH) und dem elektrischen Potential (Δψ) über die Membran. Rotation während der ATP Synthese wurde in vitro bei hohen ΔpH- und unbekannten Δψ-Werten nachgewiesen. In vivo ist der ΔpH-Wert klein und Δψ soll die treibende Kraft zur ATP Synthese sein. Demnach könnten die korrespondierenden ATP Syntheseraten deutlich kleiner sein. Wir wollen die spezifischen Rollen von ΔpH und Δψ quantitativ in Bezug auf die Rotationsmechanik messen. Im ersten Schritt werden wir unsere konfokale Einzelmolekül-Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer Methode zur Beobachtung der Rotation in einzelnen FoF1-ATP Synthasen mit der neuen 'black-lipid-membrane patch clamp'-Technik unseres Kooperationspartners kombinieren, die die Diffusion von Membranproteinen auf etwa 10 nm begrenzt. Konfokales Laserscanning und zeitkorrelierte Einzelphotonenzählung erlauben somit die Beoachtung von PMF-kontrollierter Rotation in einer einzelnen FoF1-ATP Synthase auf allen Zeitskalen von Nanosekunden bis Minuten für ATP Hydrolyse und Synthese ohne Oberflächenanbindung. Die Ergebnisse werden mit Messungen an rekonstituierten FoF1-ATP Synthasen verglichen, die im 'ABELtrap' (Anti-Brownian electrokintic trap) festgehalten werden.

FoF1-ATP Synthasen produzieren 和 erhalten das [ATP]-Niveau 在 Zellen mithilfe einer 旋转 von Untereinheiten。 ATP 的旋转在体外合成时，ΔpH- 和 Δψ-Werten nachgewiesen 是相同的。 ATP 合成是一种 ATP 合成方法。 Einzelmolekül-Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer Methode zur Beobachtung der Rotation in einzelnen FoF1-ATP Synthasen mit der neuen 'black-lipid-membrane patch lamp'-Technik unseres Kooperationspartners kombinieren, die die Diffusion von Membran Proteinen auf etwa 10 nm begrenzt. ATP 水解和合成 ohne Oberflächenanbindung。 Werden mit Messungen an rekonstituierten FoF1-ATP Synthasen verglichen, die im 'ABELtrap' (Anti-Brownian electrokintic trap) festgehalten werden.

项目成果

Analyzing conformational changes in single FRET-labeled A1 parts of archaeal A1AO-ATP synthase

分析古菌 A1AO-ATP 合酶单个 FRET 标记的 A1 部分的构象变化

• DOI: 10.1117/12.2286785
• 发表时间: 2018
• 作者: H. Sielaff;D. Singh;G. Grüber;M. Börsch
• 通讯作者: M. Börsch

Subunit rotation in single FRET-labeled F1-ATPase hold in solution by an anti-Brownian electrokinetic trap

单个 FRET 标记的 F1-ATP 酶中的亚基旋转通过反布朗动电陷阱保持在溶液中

• DOI: 10.1117/12.2002955
• 发表时间: 2013
• 作者: H. Sielaff;T. Heitkamp;A. Zappe;N. Zarrabi;M. Börsch
• 通讯作者: M. Börsch

Monitoring subunit rotation in single FRET-labeled FoF1-ATP synthase in an anti-Brownian electrokinetic trap

监测抗布朗动电陷阱中单个 FRET 标记的 FoF1-ATP 合酶的亚基旋转

• DOI: 10.1117/12.2002966
• 发表时间: 2013
• 作者: T. Heitkamp;H. Sielaff;A. Zappe;A. Korn;M. Renz;N. Zarrabi;M. Börsch
• 通讯作者: M. Börsch

Observing conformations of single FoF1-ATP synthases in a fast anti-Brownian electrokinetic trap

观察快速抗布朗动电陷阱中单个 FoF1-ATP 合酶的构象

• DOI: 10.1117/12.2080975
• 发表时间: 2015
• 作者: M. G. Düser;N. Zarrabi;T. Heitkamp;I. Starke;M. Börsch
• 通讯作者: M. Börsch

Binding of the immunomodulatory drug Bz-423 to mitochondrial FoF1-ATP synthase in living cells by FRET acceptor photobleaching

通过 FRET 受体光漂白将免疫调节药物 Bz-423 与活细胞中线粒体 FoF1-ATP 合酶结合

• DOI: 10.1117/12.2209645
• 发表时间: 2016
• 作者: I. Starke;K. M. Johnson;J. Petersen;P. Gräber;A. W. Opipari;G. D. Glick;M. Börsch
• 通讯作者: M. Börsch