Struktur und Funktion der Membraninsertase YidC

Integrale Membranproteine, die für viele lebenswichtige zelluläre Prozesse essentiell sind (ATP-Synthese, Atmungskette, Nährstoffaufnahme), müssen zur Erfüllung ihrer Funktion in der korrekten topologischen Faltung in der Lipiddoppelschicht der Membran verankert und häufig auch dort in Oligomeren assembliert werden. Dieser Insertions- und Assemblyprozess wird in Bakterien durch die essentielle Membraninsertase YidC katalysiert. Das evolutiv konservierte YidC Protein besitzt Homologe in den Mitochondrien (OxaI) und Chloroplasten (Alb3) höherer Zellen. YidC funktioniert dabei eigenständig oder aber in Kooperation mit dem SecYEG Translokationskanal der Sec Translokase. Ungeklärt ist, wie YidC seine Substrate erkennt und welcher molekulare Mechanismus der Chaperonaktivität von YidC bei der Faltung und dem Assembly der transmembranen Helices seiner Substratproteine zu Grunde liegt. Die molekulare Analyse dieser Prozesse wird über ein Disulfidscanning mit Einzelcysteinmutanten von YidC und verschiedenen Substratproteinen sowie über fluoreszenzoptische Messungen mit FRET Transfer zwischen YidC und markierten Substratproteinen durchgeführt. Um detaillierte Strukturinformationen der YidC Insertase zu erhalten, werden homologe Insertasen aus verschiedenen extremophilen Bakterien kloniert und in Komplementationstests analysiert. Für 2D und 3D Kristallisationsstudien werden die extremophilen YidC Homologe aus transformierten E. coli Stämmen isoliert und gereinigt.