Max-Planck-Fellow-Gruppe
Multifunktionale Lipidmembranen auf Oberflächen

Prof. Dr. Claudia Steinem

Unsere Forschungsinteressen konzentrieren sich auf membrangebundene Prozesse wie Fusion und Spaltung, durch Ionenkanäle und Proteinpumpen vermittelte Transportprozesse sowie Protein-Lipid- und Protein-Protein-Wechselwirkungen, die an der Membrangrenzfläche stattfinden. Um diese Prozesse auf molekularer Ebene zu verstehen, verfolgen wir einen Bottom-up-Ansatz und entwickeln und verwenden Modellmembransysteme. Neben planar getragenen Lipiddoppelschichten und Vesikeln, wie z.B. Riesen-Unilamellar-Vesikel, die wir routinemäßig verwenden, haben wir funktionelle Lipiddoppelschichten auf hoch geordneten Porenarrays etabliert. Diese so genannten porenüberspannenden Membranen enthalten nanometer- bis mikrometergroße Poren in einem Aluminium- oder Siliziumsubstrat. Sie trennen zwei wässrige Kompartimente und können daher als Zwischenstufe zwischen getragenen und freistehenden Membranen betrachtet werden. Mit diesen Modellsystemen sind wir in der Lage, die Bildung von Lipiddomänen, ihr dynamisches Verhalten sowie ihre Wechselwirkung mit Proteinen am Beispiel des bakteriellen Proteins Shiga-Toxin nachzuahmen. Wir interessieren uns sehr für Phosphoinositid-bindende Proteine wie Ezrin und Collybistin und deren Zytoskelett-organisierende Eigenschaften sowie für Epsin, das an den frühen Schritten der Endozytose beteiligt ist. Kürzlich ist es uns gelungen, Teile der neuronalen Fusionsmaschinerie in porenüberspannenden Membranen zu rekonstituieren, um den exozytotischen Prozess der Membranfusion auf der Ebene einzelner Vesikel zu untersuchen. Wir wollen Transportprozesse untersuchen, die durch Ionenkanäle wie künstliche Helixbündel, Connexons und bakterielle Porine sowie durch Proteinpumpen wie Bacteriorhodopsin oder ATP-Synthasen vermittelt werden.

Weitere Informationen sind auf unserer englischsprachigen Seite zu finden.