On the mechanism of proton-coupled transport by the maltose permease of Saccharomyces cerevisiae
| Promotie: | Dhr. R.K. (Ryan) Henderson |
| Wanneer: | 11 januari 2019 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotors: | prof. dr. B. (Bert) Poolman, prof. dr. D.J. (Dirk) Slotboom |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Mutaties tonen aard van suikertransport in gistcel
Biologische membranen omsluiten cellen en reguleren welke moleculen de cel binnengaan of verlaten. Symporters zijn eiwitten in de membraan die specifieke moleculen in of uit de cel kunnen verplaatsen door energie te gebruiken die is opgeslagen in elektrochemische ion-gradiënten. Deze transporters zijn flexibele machines die opgeloste stoffen aan een kant van het membraan binden en van vorm veranderen om ze aan de andere kant los te maken. Om gekoppeld transport mogelijk te maken, moet een symporter op slot zijn wanneer een enkel substraat is gebonden. Er zijn een aantal eiwitten die zich ‘misdragen’, een van de substraten kan ‘lekken’ over de membraan in de afwezigheid van de ander, waardoor de lijnen tussen symporter en uniporter vervagen.
Voor Mal11, een proton-gekoppelde suiker symporter van gistcellen, vond Ryan Henderson dat het transport buitengewoon goed gekoppeld is. Om proton-koppeling in symporters beter te begrijpen, muteerde hij talrijke aminozuren in Mal11 en vond er drie die het meest kritisch waren voor de functie. Toen alle drie werden gemuteerd, kon Mal11 nog steeds suiker vervoeren, maar geen protonen. Giststammen met deze drievoudige mutanten konden echter niet groeien op bepaalde suikers, dus we voedden cellen met sucrose tot ze snel groeiden: dit is een vorm van directed evolution.
Wat Henderson zag was opvallend: extra mutaties in Mal11 waren verantwoordelijk voor de groei. Sommige van die mutaties herstelden de proton-gekoppelde transportactiviteit. Vervolgens heeft Henderson zijn focus gewijzigd om de suikerbindende plaats te onderzoeken. Via mutagenese vond hij de meest essentiële aminozuren voor het transport van maltose. Zijn proefschrift geeft een beter inzicht van het transport door Mal11 en verwante transporteurs en biedt een basis voor verder onderzoek.
Het promotieonderzoek van Ryan Henderson vond plaats bij de afdeling Enzymologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via het BE-Basic R&D Programma en NWO.