Stephan Wilkens, PhD
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RESEARCH ABSTRACT
Our main focus is on the structure and mechanism of the eukaryotic proton pumping vacuolar ATPase (V-ATPase; V1Vo-ATPase). V-ATPase is a large, 多亚基膜蛋白复合物存在于所有真核细胞的膜系统中, 它在哪里起酸化胞内细胞器的作用, including endosomes, lysosomes, 高尔基体和突触囊泡. 这些腔室内的酸性pH值对包括内吞作用在内的基本细胞功能至关重要, protein degradation, protein trafficking, 神经递质负荷. 当在质膜上发现“专业”分泌酸的细胞,如骨破骨细胞和肾插层细胞, v - atp酶将质子泵到细胞外, 骨重塑和尿液酸化所必需的过程. 因为它参与了许多基本的细胞功能, v - atp酶功能失常会导致包括骨质疏松症在内的广泛的人类疾病, neurodegeneration, diabetes, cancer, and AIDS.
v - atp酶由两个旋转马达亚复合物组成, 一种膜外ATP水解v1 -ATP酶, 和一个嵌入膜的Vo质子涡轮. V1上的ATP水解与质子通过Vo的“中心柄”耦合,该“中心柄”以100 1/s的速度旋转,从细胞质溶胶中拾取质子,并将其运送到细胞器腔或细胞外. 作为细胞能量的主要消耗者, v - atp酶的功能受到一种称为“可逆分解”的机制的严格调节。. 当不需要酶的质子泵送时, V1与膜结合的Vo分离, 这两个亚复合物的活性被“沉默”,因此V1不再能够水解MgATP, Vo变得不被质子渗透. 可逆分解是真核生物v - atp酶所特有的,这一过程提供了一种调节引起v - atp酶的疾病活性以达到治疗目的的方法.
我们的工作与v - atp酶从模式生物酿酒酵母(面包酵母)以及人类. 我们使用生物化学的工具,分子 & cell biology, 生物物理学和结构生物学(包括核磁共振波谱), x射线晶体学和低温电子显微镜(cryoEM),以获得结构和机械信息. 我们的长期目标是阐明V-ATPase独特的调节模式的机制,并在疾病状态下找到治疗靶向酶的方法.
Recent Publications
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