Structural and functional features of GltS of Escherichia coli and CitS of Klebsiella pneumoniae

Promotie: dhr. T. Krupnik, 11.00 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Structural and functional features of GltS of Escherichia coli and CitS of Klebsiella pneumoniae

Promotor(s): prof.dr. A.J.M. Driessen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Fundamenteel transporteiwitonderzoek

Tomasz Krupnik deed fundamenteel onderzoek naar transporteiwitten, wat uiteindelijk kan leiden tot nieuwe medicijnen die alleen op de juiste plek hun werk doen (drug-targeting).

Voortgang van het leven op aarde hangt af van het vermogen van levende organismen om te communiceren met de buitenwereld. Deze functie wordt verzorgd door transporteiwitten van de celmembraan die in staat zijn informatie in de omgeving door te geven aan het interne milieu van de cel en opgeloste stoffen over het plasmamembraan te transporteren. De glutamaat-symporter van Escherichia coli en de citraat-symporter van Klebsiela pneumoniae zijn voorbeelden van transporteiwitten. De twee transporteiwitten hebben weinig tot geen overeenkomst in hun aminozuurvolgorde, toch zijn de hydropatieprofielen van beide volgordes opvallend gelijk. Op grond hiervan wordt gedacht dat beide polypeptideketens dezelfde globale vouwing hebben en de beide eiwitten eenzelfde transportmechanisme. Ze bestaan uit twee domeinen die ieder vijf transmembraansegmenten bevatten en een pore-loop die terugvouwt in het membraan. The domeinen zijn verbonden door een lange cytoplasmatische loop. Bovendien vormen beiden dimeren. De dimere structuur lijkt verantwoordelijk voor de vorming van een bassin op het contactvlak van de monomere subeenheden dat met elektronenmicroscopie zichtbaar gemaakt kan worden.

Cross-linking studies met behulp van de niet-specifieke cross-linker glutaaraldehyde en de gezuiverde transporteiwitten resulteerden alleen voor CitS in de verwachte dimeren. Om GltS te cross-linken moest eerst een extra eiwitfragment aan de transporter gefuseerd worden. Gelijksoortige fusietechnieken toonden aan dat de lange cytoplasmatische loops langs de lange as, ver weg van het monomeercontactvlak, van de dimeerstructuur liggen.

Toegankelijkheidsstudies van twee geïntroduceerde cysteineresiduen toonden aan dat veranderingen in de lange cytoplasmatische loop doorgegeven worden aan het actieve centrum, hetgeen wijst op een regulatiefunctie van de loop.

Tomasz Krupnik (Polen, 1981) studeerde biologie in Krakau en voerde zijn onderzoek uit bij de afdeling Moleculaire Microbiologie van de RUG en is nu postdoc-onderzoeker aan de universiteit van Warschau.