Der vesikelvermittelte Proteintransport gehört zu den wesentlichen Mechanismen des
zellulären Stoffaustausches. In frühen sekretorischen Stoffwechselwegen wird er durch
Vesikel vermittelt, die cytosolische Proteinmäntel enthalten. Biochemisch sind diese Komplexe
bereits gut charakterisiert. Ein gemeinsames Merkmal der Coatomerfunktion ist seine Regulation
durch Bindung und Hydrolyse von GTP unter Einschluß einer molekularen Umschaltung zwischen
aktiven, GTP-gebundenen, und inaktiven, GDP-gebundenen Konformationszuständen. Dabei führt
die Bindung eines Peptids zu einer Konformationsänderung der komplexen und unmittelbaren
Polymerisation des Coatomers.
In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen optische Analyse und molekulare Modellierung
so verbunden werden, daß Aussagen über die Struktur beteiligter Proteinkomplexe möglich
werden. Dazu sollen speziell gewählte Aminosäurereste auf den Proteinuntereinheiten mit
fluoreszierenden Proben verschiedener spektraler Signatur markiert werden. Proteine und
Proteinkomplexe sollen mit Atomarer Kraftmikroskopie [AFM] visualisiert werden. Zur Messung
der relativen Distanzen in bestimmten Stadien des Vesikel-Bildungsprozesses sollen Verfahren
der Einzel-Molekül-Fluoreszenz-Spektroskopie (Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer, FRET)
eingesetzt werden. Die erhaltenen Distanzinformationen werden mit der zugänglichen atomar
aufgelösten Struktur des p23 Peptids und der beteiligten ARF (ADP-Ribosylations-Faktor)-GTPase
kombiniert, um quantitative Computermodellierungen des Assemblierungsprozesses aufzubauen.