Proteinfaltung, -bindung untersucht mit Massenspektrometrie

Dieses Projekt befasst sich mit Anwendungen der nano-Elektrospray-Massenspektrometrie auf die Untersuchung der nicht kovalenten Wechselwirkungen von Proteinen, nämlich Faltung und Bindung. Die einzigartigen Vorteile, die diese Technik für die Charakterisierung von strukturell heterogenen Proben bietet, werden, durch Beobachtung unterschiedlicher Konformations- oder Aggregationszustände, für die Analyse von Faltungs- und Bindungsgleichgewichte benützt werden,. Eine interessante Perspektive ist die Anwendung der Massenspektrometrie unter schonenden Bedingungen auf die quantitative Analyse dynamischer Gleichgewichte. Zu diesem Zweck, werden einfache und gut charakterisierte Systeme, wie Cytochrom c für die Faltung und Myoglobin für die Protein-Kofaktor Bindung, verwendet werden, um die Daten der Massenspektrometrie mit denen anderer klassischer Methoden zu vergleichen. Die Experimente sollen dann für neue Systeme von biologischem Interesse erweitert werden, wie die Bindung zwischen apo-Myoglobin und Hämanalogen; Faltung, Oligomerisierung und Flavinbindung des multimeren flavondoxinähnlichen Proteins WrbA; Faltung, Oligomerisierung und Argininbindung des hexameren Argininrepressors; und Faltung von Lipasen und ihren Mutanten. Ein anderer relevanter Aspekt der Analyse der Proteinfaltung mit der Massenspektrometrie ist die Möglichkeit, Faltungszwischenformen zu identifizieren, dank der extremen Empfindlichkeit der Methode für kurzlebige strukturelle Zustände. Interessante Ergebnisse der Charakterisierung des "Molten Globule" von Cytochrom c begründen weitere Anwendungen solcher Untersuchungen auf Myoglobin, welches noch noch ein Beispiel von Faltungsmechanismus mit Zwischenformen darstellt. Der Forschungsplan kann in den folgenden vier Punkten zusammengefasst werden: 1) quantitative Analyse des Faltungsübergangs von Proteinen, 2) Charakterisierung von Faltungszwischenformen, 3) quantitative Analyse der Bindung zu Kofaktoren, 4) Untersuchungen der Interaktion zwischen Untereinheiten von oligomerischen Proteinen.