Unraveling the mechanism of glutamate transport
| Promotie: | Mw. E. (Emanuela) Colucci |
| Wanneer: | 06 februari 2023 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotors: | A. (Albert) Guskov, Prof, prof. dr. D.J. (Dirk) Slotboom |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Onderzoek naar transport in synaptische spleet
In de synaptische spleet, het contactpunt tussen twee zenuwcellen, is het handhaven van een juiste homeostatische concentratie van de signaalstof glutamaat cruciaal, aangezien een te lage of te hoge stimulatie van glutamaat-geactiveerde neuroreceptoren leidt tot vergiftiging van de zenuwcellen. Het is hierom dat de glutamaat concentratie in de synaptische kloof strikt gereguleerd wordt door een groep secundaire actieve transporteiwitten: de excitatoire aminozuur transporters (EAAT1-5). Deze membraaneiwitten zijn in staat om drie Na+ ionen en één H+ tegelijk te transporteren, en één K+ ion in omgekeerde richting te transporteren, met niet-gekoppelde chloride geleiding. In haar promotieonderzoek heeft Emanuela Colucci onderzoek gedaan met GltTk, een goed vergelijkbare versie van deze transporter die voorkomt bij archaea, een klassen van eencellingen.
Colucci werkte aan het maken van grotere nanodiscs te maken voor structurele studies, door middel van drie verschillende benaderingen: in twee gevallen door het eiwit direct uit de membranen te extraheren met het diisobutyleen/maleïnezuur copolymeer (DIBMA), en in één geval door de reconstitutie-verhoudingen tussen membraaneiwit, gordeleiwit MSP2N2 en lipiden te variëren.
Zij beschrijft in haar proefschrift de karakterisering van het chloride kanaal in GltTk met gebruikmaking van solid-supported membraan electrofysiologie (SSM), en een geoptimaliseerd protocol dat de beste signaal-ruisverhouding gaf. Hiermee kon zij kinetische parameters bepalen, zoals de Na+-afhankelijkheid van L-Asp en NaSCN transport. Deze metingen bevestigden dat de doorlaatbaarheid in dezelfde orde van grootte lag als voor andere glutamaat transporters. Dezelfde electrofysiologische methode is vervolgens gebruikt om het effect te bestuderen van mutatie van het enige proline residu in transmembraan helix 5 (TM5) naar arginine; deze mutatie is in mensen verantwoordelijk voor de neurologische aandoening episodische ataxie type 6.
Het promotieonderzoek van Emanuela Colucci vond plaats bij de afdeling Moleculaire Dynamica van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via NWO.