
PhD Alan Finkelstein
- Profesor Emérito, Departamento de Neurociencia Dominick P. Purpura
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Intereses profesionales
TRANSLOCACIÓN DE PROTEÍNAS ASOCIADA CON LA ACTIVACIÓN DE CANALES
Estudiamos los canales dependientes de voltaje formados por las toxinas proteicas bacterianas de la difteria, el ántrax y la colicina Ia. Al investigar estas toxinas utilizando membranas planas de bicapa lipídica, hemos demostrado que, asociada con la apertura y el cierre de los canales de la toxina de la difteria y de los canales de la colicina Ia, se produce una translocación masiva de partes de estas proteínas a través de la membrana. En el caso de la toxina de la difteria, esta consiste en los 270 residuos N-terminales que poseen la actividad citotóxica. En el caso de la colicina Ia, una región de aproximadamente 70 residuos se transloca con la apertura y el cierre del canal, y también se pueden translocar epítopos foráneos insertados, incluyendo una proteína intacta con alta carga.
Nuestro uso del sistema de bicapa in vitro nos ha permitido, por ejemplo, analizar los requisitos de residuos de aminoácidos específicos para la correcta inserción de los canales de la toxina de la difteria en la membrana o el grado en el que el factor letal de la toxina del ántrax debe desplegarse a medida que pasa a través del canal formado por los heptámeros de su antígeno protector, uno de los componentes de esta importante toxina tripartita.
Estas moléculas parecen ser capaces de translocar cualquier secuencia de residuos polares. Nuestra investigación se centra en deducir la estructura del canal, identificar el sensor de voltaje y determinar el mecanismo y la vía de translocación de proteínas.
El sistema de bicapa también se ha utilizado para comprender mejor una importante familia de proteínas de la membrana externa bacteriana: los transportadores dependientes de TonB (TBDT). Estas proteínas son utilizadas por las bacterias para la captación de hierro y vitaminas esenciales unidos a sideróforos, y también han sido cooptadas por colicinas y fagos como sus receptores. Los TBDT son barriles β con un tapón formado por el extremo N-terminal de la proteína, y hemos encontrado condiciones que permiten investigar la respuesta del tapón a sus sustratos biológicos en el sistema de bicapa. Algunos de los TBDT también se investigan in vivo en nuestro laboratorio, utilizando la translocación de colicinas como sistema modelo para comprender qué provoca que estos transportadores se destapen (abran) para permitir la captación de sus sustratos naturales.
Recientemente, también hemos comenzado a investigar los parásitos tripanosomoides africanos y la naturaleza de un factor sanguíneo, la apolipoproteína L1 (apoL1), que confiere resistencia a los tripanosomas en algunas especies de primates. Hemos demostrado que la apoL1 forma canales en las membranas de la bicapa lipídica plana.
Publicaciones Seleccionadas
Thomson R, Finkelstein A. El factor tripanolítico humano APOL1 forma canales selectivos de cationes dependientes del pH en bicapas lipídicas planares: relevancia para la lisis de tripanosomas. Proc Natl Acad Sci USA . 3 de marzo de 2015;112(9):2894-9. doi: 10.1073/pnas.1421953112. Publicación electrónica, 17 de febrero de 2015. PMID: 25730870.
Kienker PK, Wu Z, Finkelstein A. Mapeo de la topografía de la membrana del segmento TH6-TH7 del canal del dominio T de la toxina de la difteria. J Gen Physiol . Febrero de 2015;145(2):107-25. doi: 10.1085/jgp.201411326. Publicación electrónica, 12 de enero de 2015. PMID: 25582482.
Schiffmiller A, Finkelstein A. Conductancia iónica del tallo del canal de toxina del ántrax durante la translocación del factor letal. J Mol Biol. 1 de julio de 2014. pii: S0022-2836(14)00328-3. doi: 10.1016/j.jmb.2014.06.016. [Publicación electrónica antes de impresión] PubMed PMID: 24996036.
Vargas-Uribe M, Rodnin MV, Kienker P, Finkelstein A, Ladokhin AS. Papel crucial de H322 en el plegamiento del dominio T de la toxina de la difteria en el estado de canal abierto. Bioquímica. 21 de mayo de 2013;52(20):3457-63. doi: 10.1021/bi400249f. Publicación electrónica, 9 de mayo de 2013. PubMed PMID: 23621842; PubMed Central PMCID: PMC3772984.
Basilio D, Jennings-Antipov LD, Jakes KS, Finkelstein A. Atrapamiento de una proteína translocante dentro del canal de la toxina del ántrax: implicaciones para la estructura secundaria de las proteínas permeantes. J Gen Physiol. Abr. 2011;137(4):343-56. doi: 10.1085/jgp.201010578. Publicación electrónica, 14 de marzo de 2011. PubMed PMID: 21402886; PubMed Central PMCID: PMC3068283.
Jakes KS, Finkelstein A. El receptor de colicina Ia, Cir, también es el translocador de la colicina Ia. Mol Microbiol. Febrero de 2010;75(3):567-78. doi: 10.1111/j.1365-2958.2009.06966.x. Publicación electrónica, 17 de noviembre de 2009. PubMed PMID: 19919671; PubMed Central PMCID: PMC3493618.
Rodnin MV, Kyrychenko A, Kienker P, Sharma O, Posokhov YO, Collier RJ, Finkelstein A, Ladokhin AS. Cambio conformacional del dominio T de la toxina de la difteria. J Mol Biol. 10 de septiembre de 2010;402(1):1-7. doi: 10.1016/j.jmb.2010.07.024. Publicación electrónica, 21 de julio de 2010. PubMed PMID: 20654627; PubMed Central PMCID: PMC3042302.
Udho E, Jakes KS, Buchanan SK, James KJ, Jiang X, Klebba PE, Finkelstein A. (2009). Reconstitución de transportadores dependientes de TonB de la membrana externa bacteriana en membranas de bicapa lipídica planas. Proc Natl Acad Sci EE.UU. A. 106(51):21990-5.
Basilio D, Juris SJ, Collier RJ, Finkelstein A. Evidencia de un mecanismo de simporte protón-proteína en el canal de la toxina del ántrax. J Gen Physiol. Marzo de 2009;133(3):307-14. doi: 10.1085/jgp.200810170. Publicación electrónica, 9 de febrero de 2009. PubMed PMID: 19204186; PubMed Central PMCID: PMC2654084.
Janowiak BE, Finkelstein ACollier RJ. (2009). Un enfoque para caracterizar mutaciones de subunidades individuales en preporos y poros multiméricos del antígeno protector del ántrax. Ciencia de las proteínas. 18(2):348-58.
Finkelstein A. Transporte de proteínas acoplado a protones a través del canal de la toxina del ántrax. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 27 de enero de 2009;364(1514):209-15. doi: 10.1098/rstb.2008.0126. PubMed PMID: 18957378; PubMed Central PMCID: PMC2674091.
Kienker PK, Jakes KS, Finkelstein A. Identificación de residuos de aminoácidos que recubren el canal en el segmento hidrofóbico de la colicina Ia. J Gen Physiol. Diciembre de 2008;132(6):693-707. doi: 10.1085/jgp.200810042. PubMed PMID: 19029376; PubMed Central PMCID: PMC2585860.
Slatin SL, Finkelstein AKienker PK. (2008). Selectividad anómala de protones en un canal grande: colicina A. Bioquímica. 47(6):1778-88.
Wu Z, Jakes KS, Samelson-Jones BS, Lai B, Zhao G, Londres E, Finkelstein A. (2006). Translocación de proteínas por canales de toxinas bacterianas: una comparación de la toxina de la difteria y la colicina Ia. Biophys J. 91(9):3249-56.
Krantz BA, Finkelstein ACollier RJ. (2006). La translocación de proteínas a través del poro transmembrana de la toxina del ántrax es impulsada por un gradiente de protones. J. Mol. Biología. 355(5):968-79.
Krantz BA, Melnyk RA, Zhang S, Juris SJ, Lacy DB, Wu Z, Finkelstein ACollier RJ. (2005). Una abrazadera de fenilalanina cataliza la translocación de proteínas a través del poro de la toxina del ántrax. Ciencia. 309(5735):777-81.
Zhang S, Finkelstein ACollier RJ. (2004). Evidencia de que la translocación del factor letal de la toxina del ántrax se inicia mediante la entrada de su extremo N en el canal protector del antígeno. Proc Natl Acad Sci Estados Unidos. 101(48):16756-61.
Zhang S, Udho E, Wu Z, Collier RJ, Finkelstein A. (2004). Translocación de proteínas a través de canales de toxina del ántrax formados en bicapas lipídicas planas. Biophys J. 87(6):3842-9.
Nassi S, Collier RJ, Finkelstein A. (2002). PA63 Canal de la toxina del ántrax: un barril beta extendido. Bioquímica. 41(5):1445-50.
Kienker PK, Jakes KS, Finkelstein A. (2000). Translocación de proteínas a través de bicapas planas por el dominio formador del canal de colicina Ia: ¿dónde terminará? J Gen Physiol. 116(4):587-98.
Senzel L, Gordon M, Blaustein RO, Oh KJ, Collier RJ, Finkelstein A(2000). Topografía del dominio T de la toxina de la difteria en el estado de canal abierto. J Gen Physiol. 115(4):421-34.