Biophisics of protein insertion and folding in membranes and their interaction with lipids  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
43425
Type K
Principal investigator Páli, Tibor László
Title in Hungarian Fehérjék membránba ágyazódásának, szerveződésének és lipidekkel való kölcsönhatásának biofizikája
Title in English Biophisics of protein insertion and folding in membranes and their interaction with lipids
Panel Molecular and Structural Biology and Biochemistry
Department or equivalent Institute of Biophysics (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants Bérczi, Alajos
Debreczeny, Mónika
Kóta, Zoltán
Pénzesné Kónya, Erika
Szalontai, Balázs
Starting date 2003-01-01
Closing date 2006-12-31
Funding (in million HUF) 13.536
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
1. A vakuólum ATPáz (V-ATPáz). Ez a membránkötött molekuláris motor az ATP hidrolízisből nyert kémiai energia révén protonokat pumpál a membránon keresztül, ami miatt a csontritkulás potenciális terápiájában ez az egyik kulcs target enzim. Meghatároztuk szintetikus V-ATPáz gátlóanyagok membránbeli lokalizációját, ami segíti az enzimen található kötőhelyeik azonosítását. Kimutattuk, hogy a V-ATPáz c alegységét funkcionálisan helyettesíteni képes langusztából izolált membránfehérje kétértékű kation kötőhelyet tartalmaz, aminek valószínűleg szerepe van a V-ATPáz c alegységének hatos gyűrűbe való rendeződésében. 2. Fehérjék és polipeptidek membránlipidekkel való kölcsönhatása. Foszfolipid membránok összetételének és fizikai állapotának a hidrofób gramicidin A és vízoldékony lizozim antibiotikumok membrán-kötődésére, -orientációjára és termikus kitekeredésére gyakorolt hatását tanulmányoztuk. A kapott eredmények új adatokat szolgáltatnak a nem kovalens lipid-fehérje kölcsönhatások szerepére az antibiotikus folyamatokban. A membránfehérjékkel kölcsönható határfelületi és kofaktor lipidek konformációját és a kölcsönhatás sztöchiometriáját tanulmányoztuk atomi felbontásban, publikált kristályszerkezetek felhasználásával. Az eredmények fontosak a lipid-fehérje kölcsönhatás natív biomembránokban tapasztalható funkcionális jelentőségének megértése szempontjából. A munkaterv némileg módosult a szerződött pályázatból való utólagos elvonások miatt.
Results in English
1. The vacuolar proton-ATPase (V-ATPase). This membranous molecular motor uses energy from ATP hydrolysis to drive proton transfer across membranes, hence it is a key potential target enzyme in osteoporosis therapy. Synthetic V-ATPase inhibitors were located in model membranes aiding the identification of their binding sites on the enzyme. A divalent cation binding site has been identified on a membrane protein isolated from lobster that is able to functionally substitute the V-ATPase subunit c. This binding site is likely to be related to the hexameric assembly of the subunit c ring of V-ATPase. 2. Protein- and polypeptide-membrane lipid interactions. The effect of the composition and the physical state of the phospholipid bilayer on the membrane-binding, -orientation and thermal unfolding of the hydrophobic gramicidin A and the water-soluble lysozyme hydrolase antibiotics were studied. The results provide new data on the significance of non-covalent lipid-protein interactions in anti-microbial processes. The conformation and stoichiometry of both annular and co-factor lipids interacting with membrane proteins were studied at atomic resolution using published crystal structures. The results are essential for the understanding the functional significance of lipid-protein interactions in native biomembranes. The grant suffered from some post-contract fund with-drawals.
Full text http://real.mtak.hu/1072/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kóta, Z., Páli, T. and Marsh, D.: Orientation and lipid-peptide interactions of gramicidin A in lipid membranes: polarized ATR infrared spectroscopy and spin-label electron spin resonance, Biophysical Journal 86(3), 1521-1531, 2004
Páli, T., Garab, G., Horváth, L.I., Kóta, Z.: Functional significance of the protein-lipid interface in photosynthetic membranes, Cellular and Molecular Life Science 60, 1591-1606, 2003
Nedeianu, S., Páli, T. and Marsh, D.: Membrane penetration of nitric oxide and its donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine: a spin-label electron paramagnetic resonance spectroscopic study, Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes 1661(2), 135-143, 2004
Marsh, D., Horváth, L.I., Páli, T., and Livshits, V.: Chapter 11: Saturation Transfer Spectroscopy of Biological Membranes, In: Biomed. EPR - A: Free Rad., Metals, Med. and Physiol. Ser.: Biol. Magn. Res., 23, Set: Biomed. EPR. Eaton, S.S. and G.R; Berliner, L.J., eds. Plenum, pp. 309-368, 2004
Fejér, G., Szalay, K., Győry, I., Fejes, M., Kusz, E., Nedieanu, S., Páli, T., Schmidt, T., Siklódi, B., Lázár, G., Lázár, G., Duda, E.: Adenovirus infection dramatically augments lipopolysaccharide-induced TNF production and sensitizes to lethal shock, Journal of Immunology 175(3), 1498-1506, 2005
Marsh, D. and Páli, T.: The protein-lipid interface: perspectives from magnetic resonance and crystal structures (review article), Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes 1666(1-2), 118-141, 2004
Fodor, E., Szalontai, B., Marsh, D. and Páli, T.: Thermal unfolding of lysozyme at the membrane-water interface: calorimetric and spectroscopic studies, COST D22 Working Group Meeting ''Principles of Membrane Protein Folding and Stability'', Lisbon Univ. (Portugal), May 9-10, 2005
Kóta, Z., Páli, T. and Marsh, D.: Incorporation and orientation of peptide analogues of the transmembrane helices of the V-ATPase Vo domain in lipid membranes. An ATR-FTIR study, 11th European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules, Aschaffenburg (Germany), September 3-8, 2005
Szalontai, B., Kóta, Z. and Páli, T.: Fourier Transform Infrared spectroscopy of CH2 stretching vibrations of lipid acyl chains, COST D22 Working Group Meeting ''Molecular Interactions of the Lipid-Protein Interface'', Univ. Calabria (Italy), September 10-12, 2005
Páli, T. and Marsh, D.: Spectroscopy-based structural studies on membrane proteins and the lipid-protein interface, Annual Workshop COST D22 ''Protein-Lipid Interactions'', Centre for Advanced Acad. Stud., Dubrovnik (Croatia), October 6-8, 2005
Páli, T., Bashtovyy, D. and Marsh, D.: Stoichiometry of lipid interactions with transmembrane proteins - deduced from the 3-D structures, Protein Science 15, 1153-1161, 2006
Páli, T., Finbow, M.E. and Marsh, D.: A divalent-ion binding site on the 16-kDa proton channel from Nephrops norvegicus - revealed by EPR spectroscopy, Biochimica et Biophysica Acta - Biomembranes 1758, 206-212, 2006
Marsh, D. and Páli, T.: Lipid conformation in crystalline bilayers and in crystals of transmembrane proteins (review paper), Chemistry and Physics of Lipids 141, 48-65, 2006
Páli, T., Dixon, N., Kee, T.P., and Marsh, D.: Incorporation of the V-ATPase inhibitors concanamycin and indole pentadiene in lipid membranes. Spin-label EPR studies., Biochimica et Biophyisica Acta - Biomembranes 1663(1-2), 14-18, 2004
Kispéter, J., Fekete, M., Fehér, L., Fodor, E., Kovács, L., Lászlo, Zs. and Páli, T.: Quality changes in dry onion products during conservation: A comparative study, Academic and Applied Research in Military Science 3(5), 689-693, 2004
Ferencz, Cs.M. and Páli, T.: Purification and calorimetric study of vacuolar proton-ATPase from Saccharomyces cerevisiae, Closing Report, 32nd International Training Ccourse of the Biological Research Centre, Szeged (Hungary), August 18, 2005, 2005
Páli, T.: Spin label EPR studies of the vacuolar proton-ATPase, Advanced Techniques and Applications of EPR, Edinburgh University (Scotland), April 2-5, 2006, 2006



Back »