Membrane orientation of small multidrug resistance proteins

Promotie: mw. M.A. Kolbusz, 11.00 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Membrane orientation of small multidrug resistance proteins

Promotor(s): prof.dr. D.J. Slotboom, prof.dr. A.J.M. Driessen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Oriëntatie eiwitten van de Small Multidrug Resistance familie in het membraan

Het proefschrift van Mariska Kolbusz beschrijft de oriëntatie van eiwitten van de Small Multidrug Resistance (SMR) familie in het membraan en de correlatie tussen oriëntatie en de verdeling van positief geladen aminozuur residuen over de intra- en extracellulaire loops van de eiwitten.

De ‘positive-inside’ regel stelt dat de meeste positief geladen residuen zich aan de cytoplasmatische kant bevinden en dat dit de oriëntatie bepaalt. De SMR-familie bevat twee typen eiwitten: ‘singles’ en ‘pairs’, die respectievelijk gecodeerd worden door een enkel gen of door een paar genen. Het EmrE-eiwit, een ‘single’, inserteert in het membraan in beide oriëntaties (zogenaamde ‘dual topology’). Om te bestuderen hoe representatief EmrE is voor de SMR eiwitten, bepaalde Kolbusz de oriëntatie van negen ‘singles’ en negen ‘pairs’ uit deze familie. Alle ‘singles’ inserteerden zoals EmrE met ‘dualtopology’. De analyse van de verdeling van de positief geladen residuen over de loops gaf aan dat er een goede correlatie met de oriëtatie was, maar er waren ook uitzonderingen. De twee eiwitten van de ‘pairs’ inserteerden weliswaar met een vaste oriëntatie, maar die was omgekeerd dan voorspeld door de positieve ladingsverdeling. Een gedetailleerde analyse van de rol van positief geladen residuen op de oriëntatie liet zien dat verschillende residuen de orientatie met verschillende sterkten beïnvloeden en dat andere, onbekende factoren de oriëntatie mede bepalen.

Een genoom-analyse van negenentwintig Escherichia coli stammen toonde aan dat in tien stammen een langere versie van EmrE aanwezig is. De langere versie bevat vijf membraanspannende segmenten in plaats van vier en inserteert in één oriëntatie in het membraan in tegenstelling tot de normale versie. De functie van de lange versie is onbekend en moet verder onderzocht worden.

Magdalena Anna Kolbusz (Polen, 1983) studeerde biologie aan de universitait van Wroclaw. Haar promotieonderzoek deed zij aan de RUG, bij de afdelingen Molecular Microbiology en Enzymology, die deel uitmaken van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB).