Gasvesikelbildung bei Haloarchaea: Funktionen der akzessorischen Gvp-Proteine.

• Antragstellerin: Professorin Dr. Felicitas Pfeifer
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406273130

Gasvesikel sind intrazelluläre Nanostrukturen und bestehen aus seiner Proteinhülle, die einen gasgefüllten Raum umgibt. GvpA und GvpC sind die Hauptbestandteile der Hülle. GvpA bildet antiparallele Dimere und aggregiert in Rippen, die als Helix niedriger Ganghöhe quer zur Längsachse der Gasvesikel verlaufen. GvpC bindet an der Außenseite und stabilisiert diese Hülle. Zehn zusätzliche Proteine aus der frühen Transkriptionseinheit gvpFGHIJKLM und dem gvpACNO-Gencluster werden nur in geringer Menge produziert; fast alle sind essentiell für die Gasvesikelbildung. Diese akzessorischen Gvp-Proteine könnten Protein-Protein-Komplexe bilden, die beim Start oder während der Assemblierung von GvpA benötigt werden. Zum Studium von Protein-Protein-Interaktionen in Haloarchaea haben wir erfolgreich die Split-GFP-Methode etabliert; zudem können größere Proteinkomplexe mittels der Cellulosebindedomäne CBD als Anker aus Haloarchaea selektiert werden. Über Split-GFP konnte bereits die Interaktion von GvpL mit GvpM auf den N-terminalen Bereich von GvpM begrenzt werden. Auch GvpH und GvpJ binden an GvpM und deren Binderegionen sollen ebenfalls ermittelt werden. Falls die Bindestellen der drei Gvp überlappen, ist die Bindung konsekutiv. Eine GvpM-CBD Fusion selektierte die Proteine GvpF, GvpH, GvpJ, GvpK, und GvpL aus Hfx. volcanii Transformanten. Diese Gvp-Proteine bilden möglicherweise einen Nukleationsskomplex für die gerichtete Aggregation von GvpA zu Beginn der Gasvesikelbildung. Wir wollen den oder die FHJKLM-Komplex(e) im Detail studieren. GvpF und GvpK sind Bestandteile des Komplexes. Hier soll untersucht werden, ob beide direkt an GvpM binden oder ob die Interaktion über andere Gvp-Proteine vermittelt wird. Auch wollen wir die Bildung (und die Vergrößerung) dieses Komplexes bei Anwesenheit von geringen GvpA-Mengen studieren. Bislang nicht gefunden wurden GvpG und GvpI. CBD-tagged GvpG bzw. GvpI soll daher zur Selektion möglicher Bindungspartner verwendet werden. Des Weiteren soll das Interaktionsnetzwerk von GvpA über Subragmente dieses Proteins näher studiert werden. Helix 1 offeriert möglicherweise Bindungsstellen zwischen den Rippen der Gasvesikelhülle, und Helix 2 könnte als Ankerstelle für GvpC auf der Außenoberfläche der Gasvesikelhülle dienen. Auch soll die Funktion von GvpN als AAA-ATPase über Substitutionen in dessen p-loop-Motiv analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen