Forschungsschwerpunkte
RUB » Lehrstuhl für Biophysik » Röntgenstrukturanalyse an Proteinen

Funktion von ABC Transportern: MsbA


Als typischer Exporter dient er als Modell für wichtige humane Exporter wie dem P-Glykoprotein, welches u.a. die Blut-Hirn-Schranke kontrolliert.
Die Struktur von MsbA ist bekannt, jedoch nur bei geringer Auflösung. Wir versuchen den Mechanismus zu verstehen, wie genau die Hydrolyse von ATP an den Transport von Lipid A gekoppelt ist. Hierfür setzen wir neben klassischer Biochemie insbesondere FT-Infrarot-Spektroskopie ein, da wir nur so dynamische Informationen auf atomarer Ebene erhalten können.

Syberg et al. (2012) Time-resolved Fourier transform infrared spectroscopy of the nucleotide-binding domain from the ATP-binding Cassette transporter MsbA: ATP hydrolysis is the rate-limiting step in the catalytic cycle. J Biol Chem 287: 23923-23931
doi: 10.1074/jbc.M112.359208.


Funktion von ABC Transportern: Mycobacterium tuberculosis


Aus diesem Grund untersuchen wir die Funktion und insbesondere die Struktur von ABC transportern.
Erste Ergebnisse zeigen, dass wir in spezifische ABC transporter aufreinigen können. Das Reinigungsprotokoll wird in aufwändigen Tests optimiert, um das Protein auch strukturell untersuchen zu können. Hierfür wird ein funktionaler Assay etabliert, der die enzymatische Aktivität des Proteins abbildet und so weitere Einblicke in die Funktion erlaubt.


Biosynthese von Lichtsammelproteinen: Redoxreaktion von PebA/B


Phycobilisome sind ein Proteinkomplex, gebildet unter anderem aus den Phycobiliproteinen, der den Photosystemen vorgelagert ist. Die Biosynthese der Chromophore, der sogenannten Biline, ist sehr aufwändig und benötigt mehrere Redox-Reaktionsschritte. Diese werden von den Proteinen PebA und PebB katalysiert, bevor die Biline an die Lyasen (siehe unten) weitergegeben werden. Das Zusammenspiel von PebA und PebB ist noch ungeklärt und wird von uns sowohl strukturell als auch biochemisch untersucht.


Pigmentchaperone: Struktur und Funktion von Lyasen


Zum anderen katalysieren sie die übertragungsreaktion der Biline and Cysteine der Zielproteine.
Die Enzyme besitzen eine Fass-ähnliche beta-barrel Struktur. Gemeinsam mit der Gruppe von Prof. Dr. Frankenberg-Dinkel an der Universität Kaiserslautern versuchen wir zu verstehen, wie genau Biline gebunden werden, und wie Proteine dieser Faltung in der Lage sind, die Übertragungsreaktion zu katalysieren.

Overkamp, Gasper et al. Insights into the biosynthesis and assembly of cryptophycean phycobiliproteins. J Biol Chem (2014) 289, 26691-707. doi: 10.1074/jbc.M114.591131


Dinoflagellaten: Lichtsammelproteine

Schulte T, Johanning S, Hofmann E (2010) Structure and function of native and refolded peridinin-chlorophyll-proteins from dinoflagellates. Eur. J. Cell Biol 89: 990-997. doi:10.1016/j.ejcb.2010.08.004


Pflanzenenzymreaktion: Jasmonat-Biosynthese

Gegenwärtig sind sowohl der Reaktionsmechanismus, als auch die Interaktionen der drei zentralen Enzyme mit biophysikalischen und strukturbiologischen Methoden im Fokus unserer Untersuchungen.

Hofmann E, Pollmann S (2008) Molecular mechanism of enzymatic allene oxide cyclization in plants. Plant Physiol. Biochem 46: 302-308. doi:10.1016/j.plaphy.2007.12.007