Structural and mechanistic insights into ABC-type ECF transporters for vitamin uptake

Dit proefschrift gaat over de relatie tussen de structuur en het mechanisme van ABC-type ECF transporters voor vitamines, uit de bacterie Lactococcus lactis. Energy-Coupling Factor (ECF) transporters vormen een subgroep van de ATP-binding cassette (ABC) transporters en zijn betrokken bij de opname van vitamines door prokaryoten. Ze maken hiervoor gebruik van membraaneiwitten (S - componenten) die hun substraten met een hoge affiniteit binden. S-componenten kunnen een complex vormen met de ECF-module zodat de substraten actief getransporteerd kunnen worden. De energie hiervoor wordt geleverd door hydrolyse van ATP. In veel gevallen kan de ECF module een complex vormen met verschillende S -componenten, die verschillende vitamines binden. Op deze manier kunnen chemisch zeer diverse substraten via een vergelijkbare route in de cel worden opgenomen. De eerste twee experimentele hoofdstukken beschrijven de karakterisatie van twee verschillende S-componenten (voor biotine (BioY) en thiamine (ThiT)). In hoofdstuk 2 presenteerden we een hoge-resolutie kristalstructuur van BioY uit L. lactis en biochemische analyse van dit eiwit en zijn homoloog uit Rhodobacter capsulatus. In hoofdstuk 3 hebben we gebruik gemaakt van EPR spectroscopie, stopped-flow fluorescentie spectroscopie en molecular dynamics simulaties om de structurele veranderingen die plaatsvinden in ThiT uit L. lactis na de binding van thiamine te bepalen. In de twee volgende experimentele hoofdstukken werden de volledige ECF transporters onderzocht. In hoofdstuk 4 en hoofdstuk 5 het mechanisme van vitamine transport door ECF transporters uit L. lactis werd bestudeerd in vivo en in vitro (na reconstitutie in liposomen), respectievelijk. Het werk is een voorbeeld van hoe een combinatie van structurele- en biochemische gegevens kunnen bijdragen aan het begrip van biologische systemen.