Bewegung der c-Untereinheiten in der H+-ATPsynthase aus E. coli bei ATP-Synthese und ATP-Hydrolyse (Zusatzantrag: Immobilisierung und Fluoreszenzmarkierung der H+-ATPsynthase aus E. coli mit Quantum dots)

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Peter Gräber
• Subject Area: Biophysics
• Term: from 2006 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 25350529

H+-ATPasen sind zentrale Enzyme des Energiestoffwechsels in allen Zellen. Sie koppeln den transmembranen Protonentransport mit der Synthese von ATP und sie haben einen unge-wöhnlichen Mechanismus: Bei der Katalyse dreht sich ein Teil der Untereinheiten (Rotor) gegenüber den anderen Untereinheiten (Stator) wie bei einem Motor (Nanomotor). In diesem Vorhaben wird die Bewegung der membranintegrierten c-Untereinheiten gegenüber dem Stator (b-Untereinheit) und gegenüber den anderen Rotoruntereinheiten an einzelne Enzymmolekülen gemessen. Hierzu werden die verschiedenen Untereinheiten selektiv mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Die Messung der Effizienz des Fluoreszenzresonanzenergietransfers zwischen diesen Fluorophoren an Einzelmolekülen erlaubt es zeitaufgelöst die Abstände und Abstandsänderungen zwischen den Untereinheiten bei der Katalyse (ATP Synthese, ATP Hydrolyse, Protonentransport) zu ermitteln. Ziel ist es, experimentell die Rotation der c-Untereinheiten im intakten membrangebundenen Enzym bei der ATP Synthese zu zeigen, Abstandsänderungen zwischen den Rotoruntereinheiten bei Synthese und Hydrolyse zu untersuchen und die Übergänge zwischen aktiven und inaktiven Enzymzuständen zu ermitteln.

• DFG Programme: Research Grants