Protein-Engineering von FhuA Δ1-160 zur Steigerung der Porengröße
Herzlichen Glückwunsch an Zhanzhi Liu zu seiner neuen Publikation!
Biologische Membranen sind das perfekte Beispiel eines molekularen Filters, der Membrankanäle verwendet, um die Permeabilität von kleinen wasserlöslichen Molekülen zu kontrollieren. Um größere hydrophile Moleküle zu filtern, haben wir mit der FhuA Variante FhuA Δ1-160 begonnen, welcher die Korkdomäne, die den Kanal verschließt, fehlt. Durch stufenweises Kopieren der Aminosäuresequenz von zwei β-Strängen wurde der Porendurchmesser vergrößert. Dabei wurde die Anzahl der β-Stränge insgesamt von 22 auf 34 erhöht. Die Porengröße des erweiterten Kanalproteins wurde mittels Einzelkanal-Leitfähigkeitsmessungen charakterisiert. Darüber hinaus wurden Polymerausschlussmessungen durchgeführt, indem die Einzelkanal-Leitfähigkeit in Anwesenheit unterschiedlich großer Polyethylenglycole mit bekannten Polymer „ random coil“ Radii analysiert wurde.
Leitfähigkeitsmessungen von kleinen, kanal-penetrierenden Polymeren gegenüber größeren, ausgeschlossenen Polymeren legen eine Vergrößereung des Porenradius von 1,6 nm für FhuA Δ 1-160 auf einen Wert von bis zu 2,7 nm für FhuA Δ 1-160 + 8 β nahe. Die Einbindung weiterer β-Stränge führte zur Instabilität des Kanals und dem Ausschluss von kleineren Polymeren. Der effektive Radius von FhuA Δ1-160 + 10 β und FhuA Δ1-160 + 12 β nahm auf 1,4 beziehungsweise 1,3 nm ab und zeigt damit die Grenzen dieses Ansatzes auf.
Zugang zu der Publikation finden Sie unter 10.1021/acssensors.7b00481 und
Liu, Z., Ghai, I., Winterhalter, M., Schwaneberg, U.; Engineering Enhanced Pore Sizes Using FhuA Δ1-160 from E. coli Outer Membrane as Template; ACS Sens., 2017, 2 (11), pp 1619–1626