Single-molecule studies of the conformational dynamics of ABC proteins

Nieuwe inzichten in relatie vorm-functie van ABC-eiwitten

ATP-binding cassette (ABC) eiwitten zijn een belangrijke groep van eiwitten en zijn zijn bij tal van processen in alle organisme. Veranderingen in de driedimensionale structuur van ABC-eiwitten bepalen wat deze eiwitten precies doen. Over de relatie tussen de structuur en de functie van deze eiwitten is in de afgelopen tientallen jaren veel bekend geworden. Maar is er nog heel veel onbekend over de dynamica en het bestaan van heterogeniteit in deze eiwitten.

Marijn de Boer gebruikte en ontwikkelde in zijn promotieonderzoek methodes die het mogelijk maken om metingen te doen aan één enkel ABC-eiwit molecuul. Op die manier kon hij inzicht krijgen in de heterogeniteit en dynamica van de eiwitten. Zijn resultaten laten zien dat ABC-eiwitten niet een paar, maar heel veel verschillende driedimensionale structuren kunnen aannemen. Door zowel de structurele veranderingen van ABC-eiwitten te bepalen als de interactie met andere eiwitten en moleculen kreeg hij inzicht in hoe deze eiwitten tussen de verschillende driedimensionale structuren wisselen.

Verder laten de metingen van De Boer zien dat de structurele veranderingen niet alleen ontstaan door binding aan andere eiwitten of moleculen maar dat deze ook spontaan kunnen plaatsvinden. Zowel de metingen als via theoretisch onderzoek ontwikkelde hij nieuwe inzichten in hoe ABC-eiwitten werken. Deze kennis kan mogelijk in de toekomst gebruikt worden voor de ontwikkeling voor medicijnen tegen ziektes die veroorzaakt worden door het verkeerd werkende ABC-eiwitten, en bij de ontwikkeling van antibiotica tegen ziekmakende bacteriën.

Het promotieonderzoek van Marijn de Boer vond plaats bij de afdeling Single-molecule biophysics van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering via de European Research Council. Hij werkt nu als postdoc aan de RUG.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/b8a47e21-c457-4e05-9ba4-d43c384f377e