ECF-Transporter – eine neue Klasse von Membrantransportern mit ATP-Bindekassette

Als „ECF („energy-coupling factor“)-Transporter“ wird eine kürzlich beschriebene Familie von Vitamin-Transportern bezeichnet, deren Mitglieder unter Prokaryoten (u.a. in vielen grampositiven Krankheitserregern mit eingeschränkter Biosynthesekapazität) weit verbreitet sind. Sie sind aus unverwandten substratspezifischen integralen Membranproteinen („S“) aufgebaut, die mit einem Energetisierungsmodul wechselwirken, das aus einem konservierten transmembranen Protein („T“) und einem Paar von ABC-ATPase-Domänen („A“) besteht. Etwa die Hälfte der ECF-Systeme enthält ein fest zugeordnetes AT-Modul; in mehr als 100 grampositiven Bakterien und in einigen Archaeen konkurrieren aber offensichtlich bis zu 12 unterschiedliche S-Komponenten um dasselbe AT (=EcfAA´T)-Modul. Die gemeinsame Nutzung desselben EcfAA´T-Moduls wurde kürzlich für bakterielle Folat-, Pantothenat-, Riboflavin- und Thiamin-Transporter gezeigt. Der Schwerpunkt der vorangegangenen Förderung lag auf der grundlegenden Charakterisierung eines bakteriellen Biotin-Transporters (BioMNY) aus der ECF-Familie. In diesen Arbeiten wurde BioY als eine S-Komponente identifiziert, die in Abwesenheit von BioMN (= AT) als „high-capacity“-Transporter fungiert, in Anwesenheit von BioMN aber zum ATP-abhängigen „high-affinity“-System konvertiert. Reinigungsprotokolle wurden entwickelt, die es ermöglichen, solitäres BioY und sowohl BioMN- als auch BioMNY-Komplexe in Milligramm-Mengen zu isolieren. In der neuen Periode sollen vielfältige biophysikalische Methoden (u.a. Elektronenkristallografie, Rasterkraftfeldspektroskopie, Fluoreszenz- und EPR-Techniken) zur Aufklärung von Mechanismus, Struktur und Dynamik des Biotin-Transporters und verwandter Systeme eingesetzt werden sowie zur Klärung der Frage, wie 3 Grant Application Eitinger die sehr unterschiedlichen S-Komponenten der Partner tauschenden ECF-Transporter mit demselben EcfAA´T-Modul interagieren können.