Structural and functional diversity of substrate-binding domains in ABC importers

In dit proefschrift heb ik de structuur en functie van GlnPQ, een ATP- bindingscassette (ABC) transporter, bepaald. GlnPQ heeft twee verschillende, met elkaar verbonden substraatbindende domeinen (SBDs), die aan het transmembraan domein van de transporter vast zitten. Ondanks het feit dat de substraatbindingsplaatsen van de verschillende SBDs in GlnPQ sterke overeenkomsten vertonen, is de affiniteit en de specificiteit voor de substraten verschillend. Sterker, de twee met elkaar verbonden substraatbindende domeinen hebben verschillende specificiteiten, wat het voor een cel mogelijk maakt om met één ABC transporter verschillende aminozuren op te nemen. Het tweede gedeelte van dit proefschrift bespreekt de competitie tussen substraten voor de opname via GlnPQ en de consequenties voor de groei van de bacterie Lactococcus lactis. We laten zien dat GlnPQ uit L. lactis een relatief hoge affiniteit en lage transportsnelheid voor asparagine heeft via substraatbindend domein 1 (SBD1), en dat het tegenovergestelde waar is voor glutamine. Het laatste gedeelte van dit proefschrift beschrijft een strategie voor het ontwikkelen van medicijnen tegen pathogene Gram-positieve bacteriën. De functionaliteit van GlnPQ is vereist voor de opname van moleculen die als stikstofbron kunnen fungeren. Daarnaast is de transporter betrokken bij de virulentie van pathogene bacteriën. Een belangrijk gegeven is dat er geen homologen van GlnPQ in mensen en zoogdieren zijn geïdentificeerd, wat deze transporter een potentiëel doelwit maakt om medicijnen tegen te ontwikkelen.