Ionenkanäle sind wichtige Bestandteile der Membranen lebender Zellen bzw. Organismen. Durch diese Kanäle können lebende Zellen lösliche Stoffe mit ihrer Umwelt austauschen. In Gram-negativen Bakterien durchspannen Porine als Ionenkanäle die äußere Membran dieser Organismen. Ein Vertreter dieser Porine ist Omp32 aus Delftia acidovorans. Dieses Porin eignet sich, aufgrund seiner gelösten atomaren Struktur, als Modellsystem zum Studium des transmembranen Transports. Ziel dieser Arbeit war es, einen tieferen Einblick in die Ionen-Protein-Wechselwirkung in Ionenkanälen, anhand dieses Modellsystems, zu gewinnen. Dazu wurden verschiedene Ansätze verfolgt: 1. Es wurden Leitfähigkeitsmessungen an Omp32 sowie an drei speziellen Mutanten in planaren Membranen durchgeführt, 2. weiter wurden Simulationsrechnungen, zur Klärung des Phänomens des spannungsabhängigen Schließens von Porinen, angestellt und 3. Biomineralisationsexperimente an 2D-Kristallen von Omp32 durchgeführt, um weitere Erkenntnisse zur Ionen-Protein-Wechselwirkung zu erhalten. Im Rahmen dieser Arbeit lassen sich die folgenden Ergebnisse feststellen: - Das rekombinant hergestellte Omp32 und seine speziellen Mutationen zeigen ein porintypisches Verhalten. - Die durch molekular-dynamische Simulationsrechnungen gefundene Bindungsstelle für Malationen, im Bereich der Konstriktionszone von Omp32, konnte in Leitfähigkeitsmessungen bestätigt werden. - Der Vorgang des spannungsabhängigen Schließens beruht auf einer Vielzahl von Einzelereignissen. - Das Modell der Nächsten-Nachbar-Wechselwirkung ist geeignet das spannungsabhängige Schließverhalten der Porine zu beschreiben. - Die Ergebnisse der Biomineralisationsexperimente zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen geladenen Aminosäureresten des Porins und dem Auftreten einer Metallabscheidung. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden am Ende der Arbeit einer kritischen Bewertung unterzogen.     «

Ionenkanäle sind wichtige Bestandteile der Membranen lebender Zellen bzw. Organismen. Durch diese Kanäle können lebende Zellen lösliche Stoffe mit ihrer Umwelt austauschen. In Gram-negativen Bakterien durchspannen Porine als Ionenkanäle die äußere Membran dieser Organismen. Ein Vertreter dieser Porine ist Omp32 aus Delftia acidovorans. Dieses Porin eignet sich, aufgrund seiner gelösten atomaren Struktur, als Modellsystem zum Studium des transmembranen Transports. Ziel dieser Arbeit war es, einen...     »

Ion-channels are important membrane-parts of living cells or organisms. By these channels living cells are able to exchange solvents with their environment. In gram-negative bacteria porines work as Ion-Channels across the outer-membrane. The porine Omp32 from delftia acidovorans is one representative of this group. Due to its solved structure, this porine is a useful template for studying the trans-membrane-transport. Getting a deeper insight in the ion-proteine-interaction by using this template, was the aim of this work. Several attempts where made: 1. Conductivity measurements of Omp32 and three mutants where made while the proteins being incorporated in planar membranes, 2. further, Simulations where calculated in order to study the phenomena of voltage dependent-closing and 3. biomineralisation experiments with Omp32 where used to gain additional knowledge on the ion-proteine-interaction. Within this work the following results where obtained. - The recombinante produced Omp32 and its special mutants behave like native porines. - Conductivity measurements could prove the calculated malatic-ion-binding-site inside the constriction zone. - The voltage dependent-closing is a result of several single closing events. - The postulated next-neighbour-interaction is a proper model in order to explain the voltage dependent-closing. - The results of the biomineralisation experiments are showing a close relationship between metal deposition and charged amino-acid-residues. The results are discussed at the end of this work.     «

Ion-channels are important membrane-parts of living cells or organisms. By these channels living cells are able to exchange solvents with their environment. In gram-negative bacteria porines work as Ion-Channels across the outer-membrane. The porine Omp32 from delftia acidovorans is one representative of this group. Due to its solved structure, this porine is a useful template for studying the trans-membrane-transport. Getting a deeper insight in the ion-proteine-interaction by using this templa...     »