Der Membranteil von H+-ATPasen : Struktur des CF0 aus Spinatchloroplasten, Funktion des EF0 aus E.coli
type: CreativeWork
description: F-Typ H+-ATPasen sind essentielle Enzyme des Energiestoffwechsels, die in allen Zellen vorkommen, z.B. in der bakteriellen Plasmamembran (EF0F1), den Thylakoiden der Chloroplasten (CF0F1) oder der inneren Mitochondrienmembran (MF0F1). Sie bestehen aus dem hydrophilen Teil F1 und dem membranintegrierten Teil F0, und haben alle die gleiche Funktion: Eine transmembrane elektrochemische Potentialdifferenz der Protonen liefert die Triebkraft für Protonentransport durch den Membranteil, die dabei freiwerdende Energie wird im F1-Teil zur Synthese von ATP aus ADP und Phosphat genutzt. Während die Struktur des F1-Teils durch Röntgenstrukturanalyse aufgeklärt wurde, war die Struktur des Membranteils zu Beginn dieser Arbeit weitgehend unbekannt. Ziel dieser Arbeit war, Struktur und Funktion des F0–Teils von ATPasen weiter aufzuklären. Dafür wurde zunächst eine neue Isolierungsmethode für den Membranteil CF0 aus Spinatchloroplasten entwickelt, sie lieferte das intakte CF0 mit allen 4 Untereinheiten (UE) I, II, III und IV: Zuerst wurde CF0F1 aus Thylakoidmembranen extrahiert, dann der F1-Teil mit NaSCN denaturiert, schließlich der empfindliche F0-Teil in Anwesenheit eines optimierten Detergens/Lipidgemischs gereinigt, und zwar mit einer Sucrosegradienten-Zentrifugation, gefolgt von einer präparativen Elektroforese. Dabei wurde gleichzeitig auch der Komplex III14 isoliert. Beide Komplexe wurden zweidimensional kristallisiert. Aus III14 wurden 2D-Kristalle in 2 verschiedenen Kristallstrukturen erhalten, aus CF0 nur „Fladen“, große membranähnliche Verbände ohne Fernordnung. Beide wurden nach Negativkontrastierung im Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) und in wässriger Umgebung mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) im contact mode abgebildet. Nur die AFM-Bilder des III14 zeigten genug Kontrast für eine direkte Auswertung, alle anderen wurden einer Bildverarbeitung unterzogen. Nach automatischer Selektion von Bildern einzelner Komplexe, iterativem Ausrichten, Klassifizierung und Mul…
abstract: F-Typ H+-ATPasen sind essentielle Enzyme des Energiestoffwechsels, die in allen Zellen vorkommen, z.B. in der bakteriellen Plasmamembran (EF0F1), den Thylakoiden der Chloroplasten (CF0F1) oder der inneren Mitochondrienmembran (MF0F1). Sie bestehen aus dem hydrophilen Teil F1 und dem membranintegrierten Teil F0, und haben alle die gleiche Funktion: Eine transmembrane elektrochemische Potentialdifferenz der Protonen liefert die Triebkraft für Protonentransport durch den Membranteil, die dabei freiwerdende Energie wird im F1-Teil zur Synthese von ATP aus ADP und Phosphat genutzt. Während die Struktur des F1-Teils durch Röntgenstrukturanalyse aufgeklärt wurde, war die Struktur des Membranteils zu Beginn dieser Arbeit weitgehend unbekannt. Ziel dieser Arbeit war, Struktur und Funktion des F0–Teils von ATPasen weiter aufzuklären. Dafür wurde zunächst eine neue Isolierungsmethode für den Membranteil CF0 aus Spinatchloroplasten entwickelt, sie lieferte das intakte CF0 mit allen 4 Untereinheiten (UE) I, II, III und IV: Zuerst wurde CF0F1 aus Thylakoidmembranen extrahiert, dann der F1-Teil mit NaSCN denaturiert, schließlich der empfindliche F0-Teil in Anwesenheit eines optimierten Detergens/Lipidgemischs gereinigt, und zwar mit einer Sucrosegradienten-Zentrifugation, gefolgt von einer präparativen Elektroforese. Dabei wurde gleichzeitig auch der Komplex III14 isoliert. Beide Komplexe wurden zweidimensional kristallisiert. Aus III14 wurden 2D-Kristalle in 2 verschiedenen Kristallstrukturen erhalten, aus CF0 nur „Fladen“, große membranähnliche Verbände ohne Fernordnung. Beide wurden nach Negativkontrastierung im Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM) und in wässriger Umgebung mit dem Rasterkraftmikroskop (AFM) im contact mode abgebildet. Nur die AFM-Bilder des III14 zeigten genug Kontrast für eine direkte Auswertung, alle anderen wurden einer Bildverarbeitung unterzogen. Nach automatischer Selektion von Bildern einzelner Komplexe, iterativem Ausrichten, Klassifizierung und Mul…
author: Eisfeld, Jochen
keywords: Membranteil CF0, III14, Untereinheit III oligomer, 2D-Kristallisation, Doppelmutante, H+-ATPase, membrane part CFo, subunit III complex, atomic force microscopy, 2D-crystal
date modified: 2026-07-24T02:22:03Z
provider: University of Freiburg
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: University of Freiburg