PN-III-P1-1.1-PD2016-0802 (ro)

Mecanismul de transport al schimbului Na+/H+: Identificarea de resturi aminoacidice esențiale pentru funcția antiporterului Na+/H+ NhaB din Klebsiella pneumoniae

English version eng

Contract: 8/02/05/2018
Durată: 24 luni
Sursa de finanțare: Bugetul de stat, autoritate contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării, CNCS – UEFISCDI
Buget: 250000 RON
Începutul proiectului: 02.05.2018
Sfârșitul proiectului: 30.04.2020

Rezumat

Celulele vii necesită un control strict al condițiilor intracelulare pentru a-și asigura supreviețuirea. Proteine membranare integrale care există în toate organismele vii, antiporterii Na+/H+, sunt responsabile pentru reglarea concentrației intracelulare de Na+, a pH-ului intracelular și a volumului celular. Cei mai bine înțeleși antiporteri Na+/H+ aparțin superfamiliei antiporterilor de cationi și protoni (CPA), care include,
printre alții, antiporterii de tip NHE și NHA din organismele umane și antiporterii bacterieni de tip NhaA și NhaP. Pentru antiporterii de tip
NhaA și NhaP a fost determinată structura cristalină, au fost identificate resturi aminoacidice esențiale pentru funcția lor și le-a fost caracterizată activitatea în detaliu.

Mult mai puține lucruri sunt cunoscute despre antiporterii non-CPA, cum ar fi cei de tip NhaB, deși s-a arătat că sunt implicați în supreviețuirea și virulența unor bacterii. Într-un proiect separat efectuăm prima caracterizare electrofiziologică completă a unui antiporter Na+/HNhaB din bacteria patogenă Klebsiella pneumoniae (KpNhaB). Cu toate acestea, o înțelegere mai bună a proteinelor NhaB necesită studii mai detaliate ale acestor antiporteri.

În acest scop, proiectul prezent urmărește efectuarea mutagenezei mai multor resturi aminoacidice prezente în helixurile transmembranare ale KpNhaB și conservate în familia NhaB. Vom observa consecințele acestor mutații asupra funcției de schimb Na+/H+ a KpNhaB prin caracterizarea variantelor mutante ale KpNhaB folosind electrofiziologia bazată pe membrane pe suport solid (SSM), o tehnică experimentală adaptată în special pentru studiul proteinelor de transport din organismele procariote. Acest studiu va dezvălui informații valoroase asupra mecanismului de transport al antiporterilor NhaB și va servi ca bază a studiilor ulterioare asupra antiporterilor NhaB. Mai mult, studiul va contribui la stabilirea KpNhaB ca un sistem model pentru caracterizarea familiei NhaB.

Echipa de cercetare

Ș.L. Dr. Octavian Călinescu – Director de proiect
Prof. Dr. Constanța Ganea – Mentor

Rezultate (faza 1)

  • Oținerea de plasmizi conținând mutanții KpNhaB (REALIZAT)
  • Supraexprimarea mutanților în E. coli (REALIZAT)

Rapoarte științifice

Report_KLEBNHABMUT_phase1_redacted

Rapoartele prezentate mai sus sunt versiuni redactate care nu conțin toate datele generate în proiect. Pentru raportul complet vă puteți adresa directorului de proiect la adresa octavian.calinescu (at) umfcd.ro

Participări la conferințe

1. Patino-Ruiz, M., Ganea, C., Fendler, K., Călinescu, O., “The Na+/H+ Exchanger NhaB from Klebsiella pneumoniae – A Model System for Electrophysiological Studies.”, 15th National Conference of Biophysics, 07-10 septembrie 2018, București, România.

Articole publicate

1. Patino-Ruiz, M., Dwivedi, M., Călinescu, O., Karabel, M., Padan, E., Fendler, K. 2018. Replacement of Lys-300 with a glutamine in the NhaA Na+/H+ antiporter of Escherichia coli yields a functional electrogenic transporter, J. Biol. Chem. doi: 10.1074/jbc.RA118.004903