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Dreidimensionale (3D)-Strukturaufklärung von Transportproteinen: Spezialequipment zur effizienten Nutzung von Hochdurchsatz-Robotern an Teilchenbeschleunigern

Dreidimensionale (3D)-Strukturaufklärung von Transportproteinen: Spezialequipment zur effizienten Nutzung von Hochdurchsatz-Robotern an Teilchenbeschleunigern

Im Labor von Prof. D. Fotiadis forschen wir an der Aufklärung der 3D Struktur von Transportproteinen. Dies sind in der Zellmembran eingebettete Proteine, die für wichtige zelluläre Stofftransportfunktionen wie z.B. die Nahrungsaufnahme verantwortlich sind.

Wir züchten Kristalle dieser Transportproteine, um mittels Röntgenbeugung ihre 3D-Struktur zu lösen (Abb. 1A) und somit deren Stofftransportmechanismus auf atomarem Niveau zu verstehen. Rund sechs Mal pro Jahr werden mehrere Hundert dieser Kristalle an hochspezialisierten Messstationen des Teilchenbeschleunigers Swiss Light Source (SLS; Paul-Scherer-Institut) analysiert (Abb. 1B). Heute sind diese Messstationen mit Hochdurchsatz-Robotern ausgestattet, was die Analyse der zahlreichen Proben enorm beschleunigt. Die Probenvorbereitung zum Laden der Roboter an der SLS benötigt Spezialequipment (Abb. 1C) und ist sehr zeitaufwändig, was die effektive Analysezeit um ca. 25% verringert.

Um diese wertvolle Messzeit an der SLS effizient nutzen zu können und die Probenvorbereitung schon in unserem Labor in Bern möglich zu machen, wurde im Jahr 2019 die Anschaffung des erforderlichen Spezialequipments (Abb. 1C) mit einem Betrag von CHF 13’696 finanziert. Dank dieser Unterstützung durch die UniBern Forschungsstiftung können nun wesentlich mehr Kristalle von medizinisch-relevanten Transportproteinen an der SLS analysiert werden.

Jean-Marc Jeckelmann, Ph.D.
Institut für Biochemie und Molekulare Medizin

www.ibmm.unibe.ch

Abb. 1 Strukturaufklärung von Transportproteinen. A Struktur eines von uns gelösten Peptidtransporters (Boggavarapu et al. BMC Biology 2016, doi: 10.1186/s12915-015-0167-8; siehe auch Bosshart et al. NAT. COM. 2019, doi:10.1038/s41467-019-10566-6, für eine aktuellere Struktur der Arbeitsgruppe). B Ein an der SLS aufgenommenes Röntgenbeugungsbild eines Proteinkristalls. Rechts unten sind Kristalle eines Transportproteins gezeigt. C Spezialequipment zur Probenvorbereitung von Proteinkristallen.

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