Voltage-Gated Insertion of Colicin into Planar Bilayers

将大肠菌素电压门控插入平面双层

基本信息

  • 批准号:
    6850907
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.85万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2000-02-01 至 2007-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant) Studies on membrane import and channel formation of the pore-forming colicins concern: the nature of (i) the large soluble --> membrane-bound structural transition undergone by colicins, toxins, and other membrane-active proteins, (ii) the surface-bound state that potentates helix insertion, (iii) structure changes associated with voltage-gated channel formation, and (iv) the pathway of protein insertion into the membrane, and (v) the mechanism by which the MW = 65,000 colicins are translocated across the E. coli outer membrane. The structure of the colicin E1 channel domain, solved at atomic resolution, allows structure-based mutagenesis strategies to test models for structural transitions upon membrane-binding and channel formation. Single-Trp and -Cys mutants were used in fluorescence quenching and fluorescence resonance energy transfer to define the colicin channel bound in the membrane interfacial layer as an extended, flexible, two-dimensional helical net. Planar lipid bilayer experiments have been carried out in collaboration with the lab of Y. N. Antonenko (Moscow, Russia) to observe the kinetics of colicin channel formation and related properties. There have been 4 collaborative projects: (1) Colicin channel activity was photoinactivated in the presence of sensitizing dyes, and this effect depended on the presence of Trp495 in helix 9 of channel domain. Colicin photoinactivation will serve as an important model for study of photodamage of membrane proteins and photodynamic therapy, widely used in cancer treatment. (2) Colicin import and channel formation was found to be very sensitive to membrane anionic lipid content and to be "tuned" at a surface potential of -60 +/- 5 mV. (3) The channel activities of purified outer membrane receptors proteins were found to be occluded by exogenous colicin. (4) Preliminary experiments indicate that colicin El membrane-binding and channel formation is affected by the lipid interfacial dipole potential. It is proposed to simultaneously measure channel current and fluorescence with horizontal planar bilayers and to analyze the kinetics and pathway of voltage-gated colicin insertion into, and channel formation in, the membrane.
描述(由申请人提供) 关于孔形成菌素的膜进口和渠道形成的研究:(i)大型溶解的性质 - >膜结构的结构过渡经历了结构素,毒素,毒素和其他膜活性蛋白,(ii)表面结合状态,具有螺旋螺旋插入(III)的螺旋式插入的表面状态(III),并变化的插入式(iii)的插入式(III),并变化了插入的插入(III),并且(ii II)插入了通道(III)的插入(III),并(ii II II)。膜和(v)MW = 65,000个大肠菌素的机制在大肠杆菌外膜上易位。在原子分辨率上求解的结菌素E1通道结构域的结构允许基于结构的诱变策略测试模型在膜结合和通道形成时的结构过渡。单trp和-cys突变体用于荧光淬灭和荧光共振能传递,以定义膜界面层中结合的结肠蛋白通道作为扩展,柔性,二维螺旋网。平面脂质双层实验是与Y. N. Antonenko(俄罗斯莫斯科)的实验室合作进行的,以观察Colicin通道形成和相关特性的动力学。有4个协作项目:(1)在存在染料的存在下,将结肠素通道活性在光中激活,而这种效果取决于通道域的螺旋9中TRP495的存在。结菌素光活化将作为研究膜蛋白和光动力疗法的光损伤的重要模型,该模型广泛用于癌症治疗。 (2)发现结肠素进口和通道形成对膜阴离子脂质含量非常敏感,并在-60 +/- 5 mV的表面电位上“调整”。 (3)发现纯化的外膜受体蛋白的通道活性被外源性结肠蛋白遮住。 (4)初步实验表明,结肠蛋白EL膜结合和通道形成受脂质界面偶极电位的影响。提议用水平平面双层同时测量通道电流和荧光,并分析电压门控的结肠蛋白插入和通道形成的动力学和途径。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chemical and photochemical modification of colicin E1 and gramicidin A in bilayer lipid membranes.
双层脂膜中大肠菌素 E1 和短杆菌肽 A 的化学和光化学修饰。
  • DOI:
    10.1007/s00232-004-0674-y
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sobko,AA;Vigasina,MA;Rokitskaya,TI;Kotova,EA;Zakharov,SD;Cramer,WA;Antonenko,YN
  • 通讯作者:
    Antonenko,YN
Tuning the membrane surface potential for efficient toxin import.
调节膜表面电位以有效导入毒素。
Tryptophan-dependent sensitized photoinactivation of colicin E1 channels in bilayer lipid membranes.
双层脂膜中大肠菌素 E1 通道的色氨酸依赖性敏化光失活。
  • DOI:
    10.1016/s0014-5793(01)02811-3
  • 发表时间:
    2001
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Rokitskaya,TI;Zakharov,SD;Antonenko,YN;Kotova,EA;Cramer,WA
  • 通讯作者:
    Cramer,WA
Membrane dipole potential modulates proton conductance through gramicidin channel: movement of negative ionic defects inside the channel.
膜偶极电位通过短杆菌肽通道调节质子电导:通道内负离子缺陷的运动。
  • DOI:
    10.1016/s0006-3495(02)75448-9
  • 发表时间:
    2002
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Rokitskaya,TatyanaI;Kotova,ElenaA;Antonenko,YuriN
  • 通讯作者:
    Antonenko,YuriN
Lipid-mediated inactivation of colicin E1 channels by calcium ions.
钙离子导致的脂质介导的大肠菌素 E1 通道失活。
  • DOI:
    10.1134/s0006297906010159
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sobko,AA;Kotova,EA;Zakharov,SD;Cramer,WA;Antonenko,YN
  • 通讯作者:
    Antonenko,YN
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    2012-01-31
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  • DOI:
    10.1016/j.bpj.2020.11.1422
  • 发表时间:
    2021-02-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    William A. Cramer;Stanislav D. Zakharov;Genji Kurisu;Yuko Misumi
  • 通讯作者:
    Yuko Misumi
Single-Molecule Study of the Dynamics of Lipid-Like Molecules in the E. Coli Outer Membrane
  • DOI:
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    2010-01-01
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  • 作者:
    Alyssa J.C. Garrelts;Kenneth P. Ritchie;Onkar Sharma;William A. Cramer;Yi-Ju Hsieh;Barry L. Wanner
  • 通讯作者:
    Barry L. Wanner

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