Razvoj planarnih lipidnih dvoslojev na cryo-EM mrežicah za raziskave struktur membranskih proteinov
Številka projekta: Z1-70013
Obdobje: 1. 3. 2026 – 29. 2. 2028
Vodja: dr. Gašper Šolinc
Krio-elektronska mikroskopija (krio-EM) je ključna tehnika za določanje atomskih struktur membranskih proteinov (MP), ki predstavljajo 27 % človeškega proteoma. Kljub uspehu tehnike ostajajo izzivi, kot so slaba topnost MP, njihova heterogenost, nizek signal in težavno zagotavljanje naravnega lipidnega okolja.
Za premagovanje teh over, v sklopu tega podoktorskega projekta, razvijamo metodo tvorbe planarnih lipidnih dvoslojev (PLD) neposredno na EM mrežicah. V primerjavi z uporabo detergentov ali majhnih lipidnih veziklov PLD zagotavlja naravno okolje z nizko ukrivljenostjo, kar izboljša razmerje med signalom in šumom ter omogoča opazovanje večjih proteinskih kompleksov. PLD načrtujemo izdelati s prehodom mrežice skozi nepolarno raztopino lipidov v polarno fazo, kjer se lipidni monosloj spontano preoblikuje v stabilen dvosloj.
Glavne prednosti pristopa:
- Visoka kakovost podatkov: Homogena razporeditev dvosloja na veliki površini mrežice omogoča zajem večje količine podatkov.
- Dinamične študije: Ker je PLD na mrežici prisoten že pred dodatkom proteinov, lahko natančno nadzorujemo čas interakcije in z vitrifikacijo ujamemo različne faze dinamičnih procesov.
- Biološka relevantnost: Struktura PLD je bližja realnim plazemskim membranam kot močno ukrivljeni vezikli.
Metodo bomo validirali s preučevanjem proteinov, ki tvorijo pore (PTP), kot so listeriolizin O (LLO), Fav in equinatoksin II. Ti proteini ob vezavi na receptorje oligomerizirajo v kompleksne strukture, kar predstavlja idealen model za preverjanje prostorske in časovne ločljivosti novega krio-EM pristopa.