Prijenos tvari kroz biološke membrane potpomognut proteinima
Glavni istraživač
Kontrolirani prijenos tvari preko staničnih membrana sastavljenih od lipida i proteina, ključan je za održavanje života. Osim pasivnog transporta koji se temelji na zakonima difuzije i uglavnom je neučinkovit u živim stanicama, aktivni transport potaknut ATP hidrolizom je neophodan za održavanje ionskog gradijenta kroz stanične membrane, volumena stanice, kao i za kontrolu brojnih biosintetskih putova. Međutim, treći vrlo bitan transportni mehanizam, koji djeluje kao kombinacija ova dva mehanizma, je pasivni transport uz pomoć membranskih proteina, ali bez potrebe za ATP-om. Ova vrsta transporta je uobičajena u prijenosu iona preko mitohondrijskih membrana, ali mehanizam kako membranski proteini kataliziraju inače spor prijenos iona bez dodatne energije nije dobro istražen i njegovo rasvjetljavanje bit će glavni cilj ovog prijedloga projekta. Budući da mnogi stanični procesi ovise o ovoj vrsti prijenosa kroz staničnu membranu, vrlo je važno razumjeti ih na molekulskoj razini budući da svaki poremećaj dovodi do energetske neravnoteže u mitohondrijima što zatim dovodi do raznih bolesti, kao što su rak, dijabetes, pretilost, Alzheimerova bolest, Parkinsonova bolest i druge. Cilj prijedloga projekta je povezivanje postojećih kvalitativnih slikovnih opisa fenomena translokacije preko staničnih membrana, s kvantitativnim i mjerljivim podacima na molekulskoj razini korištenjem suvremenih molekularnih simulacija, modelnih eksperimenata u liposomima i elektrofizioloških mjerenja u proteoliposomima. Istraživanje će ponuditi odgovore na brojna pitanja vezana uz zdravlje pružajući zajednici bolje razumijevanje temeljnih načela i mehanizma translokacije kroz stanične membrane. Znanje stečeno na tom putu pružit će snažne temelje u razvoju drugih, medicinski relevantnih otkrića, kao što je dizajn pametne isporuke lijekova uz pomoć prepoznavanja ključnih interakcija tijekom prijenosa preko staničnih membrana na molekulskoj razini.