Pia沃格尔

实验:DLSB 221
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研究兴趣

核苷酸结合蛋白的结构、分子动力学和蛋白-蛋白相互作用

F₁F_o atp合酶
多药耐药蛋白
阿诺定受体

ATP合酶:蛋白质-蛋白质相互作用

FoF1-ATP合成酶形成或水解ATP的有趣机制, 大自然最强大、最高效的旋转马达, 在过去的三十年里挑战了世界各地的许多科学家. 这类基础研究的重要性在1997年诺贝尔化学奖授予该领域的两位杰出科学家时得到了体现, 保罗D. Boyer和John E. 沃克，感谢他们在研究这种酶方面取得的成就. 

我研究f1 - atp酶已有20多年，使用了许多不同的方法. 由于线粒体f1 - atp酶的结构于1994年由John Walker的实验室解决，并且在Masasuke Yoshida的实验室的实验中可以实时观察到酶的内部γ-亚基的旋转运动, 那些仍然引人入胜和悬而未决的问题集中在 质子易位和ATP合成或水解过程中的能量转导机制.

我的团队关注的是所谓的ATP合成酶的外部柄的相互作用和结构它被认为可以稳定酶复合物并且可能涉及到质子驱动的膜内亚基旋转和内部γ亚基的旋转之间的弹性能量耦合导致底物(ADP)和产物(ATP)的结合和释放.

利用强大的电子自旋共振光谱(ESR), 我们利用整个酶或潜在的“定子亚基”b的位点特异性自旋标记来阐明结构和动态信息. 大量使用最先进的分子建模技术. 在实验室中收集的数据用于验证在我们的两个Linux计算机集群上创建的结构模型.

多重耐药:调控、结构与功能

abc型atp酶家族在细胞膜上执行各种各样的转运过程. 运输底物包括进口底物，如营养物质.g. 糖，离子和 氨基酸，输出底物，如药物和其他疏水物质，主要是细胞毒性物质. 这个家族的一些成员, 比如第一个发现的成员MDR1或p糖蛋白, 在治疗癌症和艾滋病等人类疾病时尤其成问题对各自的抗癌和抗艾滋病药物有多重耐药性.

尽管高分辨率结构存在于一些细菌转运体中, 关于它们的分子机制和蛋白质动力学是酶机制的关键，还有很多有待研究. 即使在不久的将来人类蛋白质的x射线结构模型可用，这些信息也将是非常有价值的. 在我们的团队中，我们使用ESR光谱结合自旋标记核苷酸和位点特异性自旋标记进行各种高度创新的实验，以进一步了解这种医学上非常相关的酶的功能基础的分子机制. 我们目前研究的是人类耐药蛋白MDR1和MRPs 2和3.

Ryanodine受体:结构与功能

细胞中许多基本的生物过程依赖于细胞内钙浓度的反应并发挥作用. 因此，通过特定通道释放Ca2+是一个重要的信号转导途径. 一个重要的药理学组钙²⁺ -释放通道是在骨骼肌、心肌和大脑中发现的良诺定受体的不同亚型. 

我们最近发现了一种潜在的调节钙通道的新途径，比如对ryanodine敏感的钙通道, 赖胺受体1 (RyR1), 利用电子自旋共振光谱(ESR)和自旋标记ATP. 利用这种技术，我们首次明确地表明，同四聚体通道共包含8个atp结合位点，并且这些结合位点的可及性和亲和力由二价阳离子(如Mg)直接调节²⁺ 和Ca²⁺.

科学成就

在过去的几年里，我的实验室小组成功地研究了核苷酸结合蛋白和酶, 比如来自不同生物体的三磷酸腺苷酶, 重要的伴侣蛋白家族成员以及p21ras样小g蛋白组. 我的团队使用ESR 光谱学是研究酶和蛋白质的一种非常有效的技术. ESR的优点是可以得到关于溶液中蛋白质的构象差异或转变的信息，因此可以对蛋白质动力学进行评估. 此外，我们能够通过评估结合自由基的偶极相互作用以及关于蛋白质的核苷酸结合特性的信息来获得结构信息, 比如底物结合的化学计量和亲和力. 除了能够产生突变体, 表达, 分离和表征所需的蛋白质, 我的小组还化学合成了一些必需的报告基因(自旋标记和自旋标记的核苷酸). 我们也在自己的实验室里进行生物物理研究. 我们积极参与了一些非常富有成效的合作项目，拓宽了我们的研究范围.

选定的出版物

“大肠杆菌ATP合酶的亚基b二聚体可以形成左旋盘绕”，John G. Wise和Pia D. Vogel，(2007)提交

《威尼斯人博彩》, Tassilo霍农, 奥列格一. 沃尔科夫，塔里克·M. A. Zaida, Sabine Delannoy, John G. Wise和Pia D. Vogel，(2007)提交

Ryanodine受体调控的新认识:Mg2+和Ca2+对核苷酸结合的不同影响, 迪亚斯, J.M.，赛格迪，C, Jóna, I.沃格尔，P.D. 生物化学(2006) 45, 9408 – 9415