Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes

[cat] La interacció entre una proteïna de membrana i els fosfolípids que l’envolten és crucial pel bon plegament i la correcta funció de la proteïna. Aquesta tesi està centrada en la investigació de la interacció entre la Lactosa permeasa (LacY), un paradigma dels transportadors secundaris situat a...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Suárez Germà, Carme
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2013
País:España
Institución:Universidad de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de la UB
OAI Identifier:oai:diposit.ub.edu:2445/47830
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2445/47830
http://hdl.handle.net/10803/125470
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Proteïnes de membrana
Fosfolípids
Membrane proteins
Phospholipids
id ES_0a14ecb2f6408f731e14aa2eec0b8677
oai_identifier_str oai:diposit.ub.edu:2445/47830
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
title Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
spellingShingle Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
Suárez Germà, Carme
Proteïnes de membrana
Fosfolípids
Membrane proteins
Phospholipids
title_short Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
title_full Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
title_fullStr Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
title_full_unstemmed Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
title_sort Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranes
dc.creator.none.fl_str_mv Suárez Germà, Carme
author Suárez Germà, Carme
author_facet Suárez Germà, Carme
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Borrell Hernández, Jordi
Domènech Cabrera, Òscar
Montero Barrientos, Ma. Teresa
Universitat de Barcelona. Departament de Físicoquímica
dc.subject.none.fl_str_mv Proteïnes de membrana
Fosfolípids
Membrane proteins
Phospholipids
topic Proteïnes de membrana
Fosfolípids
Membrane proteins
Phospholipids
description [cat] La interacció entre una proteïna de membrana i els fosfolípids que l’envolten és crucial pel bon plegament i la correcta funció de la proteïna. Aquesta tesi està centrada en la investigació de la interacció entre la Lactosa permeasa (LacY), un paradigma dels transportadors secundaris situat a la membrana interna d’Escherichia coli, i sistemes models que mimetitzen el seu entorn lipídic. Aquest treball representa una contribució al camp a través de l’estudi de la interacció a dos nivells: (i) la interacció entre LacY i els fosfolípids presents a la regió anular propera a la proteïna ha estat estudiada a través de mesures de FRET entre un mutant de LacY amb un únic triptòfan i diversos fosfolípids marcats i (ii) la interacció entre LacY amb els fosfolípids més llunyans o bulk s’ha investigat a través de làmines de lípid i proteïna sobre un suport, les quals s’han analitzat a partir de diversos modes de microscòpia de força atòmica (topografia, espectroscòpia de força i force-volume). En primer lloc, s’ha validat la preferència de LacY pels fosfolípids en fases fluïdes (Lα). A més, s’ha confirmat una composició lipídica entre la regió anulars i el bulk. Així, els fosfolípids bulk, considerats com a fosfolípids en fase Lα, tenen PG com a principal component, mentre que PE és el major component de la regió anular. Això sembla indicar una selectivitat entre LacY i els fosfolípids anulars. En segon lloc, s’ha descrit que la selectivitat de LacY per fosfolípid determinat a la regió anular està relacionada amb (i) càrrega neutra i (ii) curvatura espontània (C0) negativa. A més, D68 s’ha assenyalat com un aminoàcid important per la selectivitat de la proteïna envers els lípids anulars. Finalment, s’ha descrit una interacció recíproca entre LacY i els lípids bulk. Així, la presencia de la proteïna modifica la topografia i la nanomecànica del sistema lipídic, especialment de la fase Lα, i, alhora, la nanomecànica de la pròpia LacY varia segons la matriu lipídica que l’envolta. En conseqüència, la composició lipídica de la bicapa sembla determinar les forces que governen l’estreta interacció de LacY amb la membrana i, per tant, aquesta composició és decisiva per la correcta inserció i activitat de la proteïna.
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2445/47830
http://hdl.handle.net/10803/125470
url https://hdl.handle.net/2445/47830
http://hdl.handle.net/10803/125470
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv cc-by-nc-sa, (c) Suárez, 2013
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv cc-by-nc-sa, (c) Suárez, 2013
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv Tesis Doctorals - Departament - Físicoquímica
reponame:Dipòsit Digital de la UB
instname:Universidad de Barcelona
instname_str Universidad de Barcelona
reponame_str Dipòsit Digital de la UB
collection Dipòsit Digital de la UB
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869403143397179392
spelling Investigation of the phospholipid peripheral region of lactose permease in model membranesSuárez Germà, CarmeProteïnes de membranaFosfolípidsMembrane proteinsPhospholipids[cat] La interacció entre una proteïna de membrana i els fosfolípids que l’envolten és crucial pel bon plegament i la correcta funció de la proteïna. Aquesta tesi està centrada en la investigació de la interacció entre la Lactosa permeasa (LacY), un paradigma dels transportadors secundaris situat a la membrana interna d’Escherichia coli, i sistemes models que mimetitzen el seu entorn lipídic. Aquest treball representa una contribució al camp a través de l’estudi de la interacció a dos nivells: (i) la interacció entre LacY i els fosfolípids presents a la regió anular propera a la proteïna ha estat estudiada a través de mesures de FRET entre un mutant de LacY amb un únic triptòfan i diversos fosfolípids marcats i (ii) la interacció entre LacY amb els fosfolípids més llunyans o bulk s’ha investigat a través de làmines de lípid i proteïna sobre un suport, les quals s’han analitzat a partir de diversos modes de microscòpia de força atòmica (topografia, espectroscòpia de força i force-volume). En primer lloc, s’ha validat la preferència de LacY pels fosfolípids en fases fluïdes (Lα). A més, s’ha confirmat una composició lipídica entre la regió anulars i el bulk. Així, els fosfolípids bulk, considerats com a fosfolípids en fase Lα, tenen PG com a principal component, mentre que PE és el major component de la regió anular. Això sembla indicar una selectivitat entre LacY i els fosfolípids anulars. En segon lloc, s’ha descrit que la selectivitat de LacY per fosfolípid determinat a la regió anular està relacionada amb (i) càrrega neutra i (ii) curvatura espontània (C0) negativa. A més, D68 s’ha assenyalat com un aminoàcid important per la selectivitat de la proteïna envers els lípids anulars. Finalment, s’ha descrit una interacció recíproca entre LacY i els lípids bulk. Així, la presencia de la proteïna modifica la topografia i la nanomecànica del sistema lipídic, especialment de la fase Lα, i, alhora, la nanomecànica de la pròpia LacY varia segons la matriu lipídica que l’envolta. En conseqüència, la composició lipídica de la bicapa sembla determinar les forces que governen l’estreta interacció de LacY amb la membrana i, per tant, aquesta composició és decisiva per la correcta inserció i activitat de la proteïna.[eng] The interaction between a membrane protein and its surrounding phospholipids is thought to be crucial for the correct folding and function of the protein. This thesis is focused on the investigation of the interplay between Lactose permease (LacY), a paradigm for secondary transporters present in the inner membrane of Escherichia coli and model systems mimicking its natural lipid environment. Since the role of phospholipids in LacY’s activity is currently being refined, this work represents a contribution to the field by studying the interaction at two different levels: (i) the LacY interplay with the phospholipids present at the annular region in the vicinity of the protein was studied through FRET measurements between a single-tryptophan LacY mutant and diverse pyrene-marked phospholipids, and (ii) the LacY interaction with the more distanced bulk phospholipids was studied through supported proteo-lipid sheets that were analysed using topography, force-spectroscopy and force-volume Atomic Force Microscopy modes. First, after validating LacY preference for phospholipid fluid (Lα) phases in the studied two-component model systems, a different composition between bulk and annular regions was confirmed. Hence, bulk lipids, which were assimilated to the phospholipids in Lα phase, were mainly formed by PG, while PE was the main component of the annular region. This points to a direct annular phospholipid-LacY selectivity because it discards a random phospholipid distribution near the protein. Second, the LacY selectivity for precise phospholipid species at the annular region was found to be related to: (i) a neutral charged phosholipid (PE or PC, with preference for the former), and (ii) phospholipids with large negative spontaneous curvature (C0) (DOPE > POPE). In addition, D68 was revealed as an important amino acid for the protein annular lipid selectivity. Third, the interaction between LacY and the bulk lipids was described as reciprocal. Accordingly, the presence of the protein largely modified the topography and the nanomechanics of the lipid system, especially for the Lα phase, whilst the nanomechanics of LacY itself were different depending on the surrounding lipid matrix: more force was needed to pull LacY form the DPPE:POPG (3:1, mol/mol) system than from the POPE:POPG (3:1, mol/mol) one. Therefore, the bilayer lipid composition seems to determine the forces governing the LacY tight interaction with the membrane and can be thus decisive for the protein correct insertion and activityUniversitat de BarcelonaBorrell Hernández, JordiDomènech Cabrera, ÒscarMontero Barrientos, Ma. TeresaUniversitat de Barcelona. Departament de Físicoquímica2013info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2445/47830http://hdl.handle.net/10803/125470Tesis Doctorals - Departament - Físicoquímicareponame:Dipòsit Digital de la UBinstname:Universidad de BarcelonaIngléscc-by-nc-sa, (c) Suárez, 2013http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:diposit.ub.edu:2445/478302026-05-27T06:46:51Z
score 15.300724

Similares en LA Referencia