Detailseite
Projekt
Abstandsmessungen im Nanometerbereich mittels intrazellulärer Elektronenspinresonanzspektroskopie
Antragsteller
Professor Dr. Malte Drescher; Professor Dr. Daniel Summerer
Fachliche Zuordnung
Analytische Chemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221211612
Die direkte Beobachtung der Funktionsweise von Proteinen in ihrer natürlichen, intrazellulären Umgebung ist ein zentrales Ziel der Zellbiologie. Neben der Erfassung intrazellulärer Lokalisationsprozesse steht dabei die Aufklärung von Protein-Strukturen und konformationellen Dynamiken im Zentrum des Interesses. Die intrazelluläre Elektronenspinresonanz-(ESR)-Spektroskopie von spinmarkierten Proteinen bietet einzigartige Eigenschaften für diese Ziele, wie die Messung absoluter Abstandsverteilungen zwischen einzelnen, strategisch gewählten Aminosäurepositionen. Dies erlaubt umfassende Einblicke in die molekulare Architektur von Proteinen und Proteinkomplexen als Grundlage ihrer zellulären Funktion. Andererseits sind ESR-Untersuchungen an endogenen, spinmarkierten Proteinen direkt in ihrer natürlichen intrazellulären Umgebung bisher nicht möglich, da keine ZellkompatiblenAnsätze für die Spinmarkierung von Proteinen existieren. Um solche Untersuchungen erstmals zu ermöglichen, werden wir spinmarkierte Aminosäuren synthetisieren sowie Aminoacyl-tRNA-Synthetasen für ihre genetische Kodierung durch gerichtete Evolution entwickeln. Wir werden die ESR-spektroskopischen Eigenschaften dieser Aminosäuren untersuchen und Methoden für ihre Anwendung in der intrazellulären ESR-Spektroskopie in E. coli entwickeln. Diese Einsichten werden wir nutzen, um erstmals grundlegende DNA-Erkennungsmechanismen von Transcription-Activator-Like Effector (TALE) Proteinen im nicht-kristallinen Zustand zu untersuchen, sowohl in vitro als auch direkt in Zellen. TALE Proteine besitzen DNABindungsdomänen mit einer frei programmierbaren Sequenzspezifität und sind zentrale Werkzeuge für die Modifikation und Analyse von Genomfunktionen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
