Advanced

Probing Proton Translocation in Influenza A/M2 Proteoliposomes - A systematic Approach to Membrane-Protein Reconstitutions

Leiding, Thom LU (2010)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Allt levande består av celler. Cellen är livets allra minsta byggsten. Cellen har ett hölje som kallas cellmembran. Detta membran skiljer cellens inre som kallas cytosol från omvärlden. I detta cellmembran sitter olika protein inbäddade. Genom dessa protein kommunicerar och utbyter cellen ämnen med sin omgivning. Många av dessa protein är mål för läkemedel och är därför viktiga att studera. Det är inte alltid så lätt att studera dessa membranproteiner när de sitter i cellmembranet eftersom andra intilliggande protein kan påverka mätningarna. Jag har utvecklat en ny metod för att sätta in membranprotein och då speciellt membranprotein som transporterar protoner eller vätejoner över cellmembran.... (More)
Popular Abstract in Swedish

Allt levande består av celler. Cellen är livets allra minsta byggsten. Cellen har ett hölje som kallas cellmembran. Detta membran skiljer cellens inre som kallas cytosol från omvärlden. I detta cellmembran sitter olika protein inbäddade. Genom dessa protein kommunicerar och utbyter cellen ämnen med sin omgivning. Många av dessa protein är mål för läkemedel och är därför viktiga att studera. Det är inte alltid så lätt att studera dessa membranproteiner när de sitter i cellmembranet eftersom andra intilliggande protein kan påverka mätningarna. Jag har utvecklat en ny metod för att sätta in membranprotein och då speciellt membranprotein som transporterar protoner eller vätejoner över cellmembran. Dessa protontransportörer är ofta med i olika sjukdomsbilder var av en är cancer. Vi har systematiskt och noga utrett förutsättningarna för att lyckas med dessa mätningar och har bland annat utvärderat nya färger som man kan använda för att mäta pH inuti dessa konstgjorda cellskal eller liposomer.



Vi har använt allt detta till att sätta in en protonkanal från ett influensavirus (från samma typ av virus som svininfluensaviruset) i liposomer och undersökt hur de fungerar. Detta protein är nödvändigt för att viruset ska kunna infektera sin värd och om man kan stoppa proteinets funktion kan virusets smitta förhindras. Om man kan hitta en medicin som gör just detta så skulle man inte längre enbart vare hänvisad till vaccination för att skydda sig mot influensan. Jag har mätt hur fort protoner flödar genom kanalen och mätt hur väl vissa droger bromsar eller helt stoppar transporten genom proteinet. Jag har upptäck att denna kanal inte bara transporterar protoner utan även andra joner som kaliumjoner och natriumjoner. Detta gör att man nu har en bättre förståelse för hur influensaviruset smittar. (Less)
Abstract
An improved method for reconstituting membrane proteins into artificial liposomes for quantitative

functional analysis is presented. A number of key parameters for reconstitution by detergent removal are

assessed in this thesis: The lipid-to-protein ratio, the detergent-to-lipid ratio and the lipid and cholesterol

composition. New porphyrin-based pH-probes are evaluated. Based on this systematic, comprehensive

approach to protein reconstitution, we present a robust system for quantitative proton-flux analysis, as

demonstrated by influenza virus A M2 reconstitution into large unilamellar vesicles.



The M2 protein is a small, single-span transmembrane protein, which plays an... (More)
An improved method for reconstituting membrane proteins into artificial liposomes for quantitative

functional analysis is presented. A number of key parameters for reconstitution by detergent removal are

assessed in this thesis: The lipid-to-protein ratio, the detergent-to-lipid ratio and the lipid and cholesterol

composition. New porphyrin-based pH-probes are evaluated. Based on this systematic, comprehensive

approach to protein reconstitution, we present a robust system for quantitative proton-flux analysis, as

demonstrated by influenza virus A M2 reconstitution into large unilamellar vesicles.



The M2 protein is a small, single-span transmembrane protein, which plays an important role in the

life cycle of influenza A virus and is the target of the adamantane series of anti-influenza drugs. This virus

enters cells via the endosomes; as the endosomes acidify M2 facilitates proton transport into the viral

interior, thereby disrupting matrix protein/RNA interactions required for infectivity. A mystery has been

how protons can accumulate in the viral interior without developing a large electrical potential that

impedes further inward proton translocation, which is required to effect a significant change in the

internal effective pH. Here, we show that M2 has essential antiporter-like activity. This should lead to

future investigations of the biophysical mechanism of transport, which will have implications for the

design of new generations of M2-targeting drugs as well as furthering our understanding of cotransport. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Professor Moser, Christopher, University of Pennsylvania, USA
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
defense location
Kemicentrum hörsal C
defense date
2010-05-28 09:30
language
English
LU publication?
yes
id
aff37fa9-0e36-43f2-a25d-5981f4cee1b2 (old id 1598894)
date added to LUP
2010-05-04 13:37:51
date last changed
2016-09-19 08:45:18
@phdthesis{aff37fa9-0e36-43f2-a25d-5981f4cee1b2,
  abstract     = {An improved method for reconstituting membrane proteins into artificial liposomes for quantitative<br/><br>
functional analysis is presented. A number of key parameters for reconstitution by detergent removal are<br/><br>
assessed in this thesis: The lipid-to-protein ratio, the detergent-to-lipid ratio and the lipid and cholesterol<br/><br>
composition. New porphyrin-based pH-probes are evaluated. Based on this systematic, comprehensive<br/><br>
approach to protein reconstitution, we present a robust system for quantitative proton-flux analysis, as<br/><br>
demonstrated by influenza virus A M2 reconstitution into large unilamellar vesicles.<br/><br>
<br/><br>
The M2 protein is a small, single-span transmembrane protein, which plays an important role in the<br/><br>
life cycle of influenza A virus and is the target of the adamantane series of anti-influenza drugs. This virus<br/><br>
enters cells via the endosomes; as the endosomes acidify M2 facilitates proton transport into the viral<br/><br>
interior, thereby disrupting matrix protein/RNA interactions required for infectivity. A mystery has been<br/><br>
how protons can accumulate in the viral interior without developing a large electrical potential that<br/><br>
impedes further inward proton translocation, which is required to effect a significant change in the<br/><br>
internal effective pH. Here, we show that M2 has essential antiporter-like activity. This should lead to<br/><br>
future investigations of the biophysical mechanism of transport, which will have implications for the<br/><br>
design of new generations of M2-targeting drugs as well as furthering our understanding of cotransport.},
  author       = {Leiding, Thom},
  language     = {eng},
  school       = {Lund University},
  title        = {Probing Proton Translocation in Influenza A/M2 Proteoliposomes - A systematic Approach to Membrane-Protein Reconstitutions},
  year         = {2010},
}