Membranbiophysik

Membranproteine stellen etwa ein Drittel aller zellulären Proteine dar. Sie nehmen Schlüsselrollen im Informationsaustausch und Stofftransport zwischen und innerhalb von Zellen ein. Aufgrund ihrer vielfältigen Aufgaben und der Möglichkeit, sie von außen zu beeinflussen, sind sie attraktive Angriffspunkte für die Wirkstoffforschung.

Wegen ihrer hydrophoben Eigenschaften ist die Erforschung von Membranproteinen jedoch schwierig. Sie sind in der Regel am stabilsten und erfüllen ihre Funktionen am besten, wenn sie in eine Lipiddoppelschicht eingebettet sind. Traditioneller Weise werden Detergenzien verwendet, um solche Proteine zunächst aus zellulären Membranen herauszulösen und sie danach wieder in künstliche, gut definierte Membranen einzubauen. Das Problem hierbei ist jedoch, dass dadurch oftmals die Struktur und die Funktionalität des Zielproteins zerstört werden.

Unsere Vision ist es, Membranproteine direkt aus Membranen in native Nanodiscs zu extrahieren, und zwar ohne konventionelle Detergenzien. Die Proteine bleiben dabei in einer Lipiddoppelschicht, was biophysikalische und strukturelle Untersuchungen unter gut definierten, aber dennoch der natürlichen Umgebung ähnlichen Bedingungen ermöglicht.

Wir verfolgen dabei drei Hauptziele:

• Design und Funktionalisierung neuer Verbindungen mithilfe organisch-synthetischer Chemie, um Nanodiscs mit verbesserten Eigenschaften herzustellen
• Entwicklung und Anwendung biophysikalischer Methoden, um die Eigenschaften von Proteinen und Lipiden in Nanodiscs zu untersuchen
• Einsatz von Nanodiscs zur Beantwortung biomolekularer Fragen, wie zum Beispiel für die Erforschung von Protein-Interaktionsnetzwerken und von Angriffspunkten für die Wirkstoffforschung

Weitere Informationen zu unserer Forschung finden sich hier.