Rasterkraftmikroskopische Untersuchungen an nativen biologischen ...

PROJEKTE UND ERGEBNISSE
3 Sucroseporin, Abbildung am SFM
3.3.2 Orientierung des rekonstituierten Proteins
Den oben beschriebenen beiden Typen von Vesikeln entsprechen in der kraftmikroskopischen Abbildung
zwei hinsichtlich ihrer Morphologie zu unterscheidende Oberflächenstrukturen. Die aufgeplatzten
und einschichtig adsorbierten Vesikelfragmente weisen auf der Vesikel-Innenseite entweder
eine amorph erscheinende Oberfläche mit maximalen Korrugationen von deutlich über 1 nm
oder aber gleichmäßigere Korrugationen der Größenordnung 0,5 nm auf, letztere aus - bisweilen
mehr oder weniger kristallin geordneten - Protrusionen, deren Abstand zueinander in der Größenordnung
5 nm liegt. Die amorphe Oberflächenstruktur kommt durchgehend bei den beschriebenen
sehr großen Vesikeln vor, mittlere bis kleinere Vesikel des Durchmessers 1 µm und kleiner haben
öfter die gleichmäßigere Morphologie aufzuweisen. Abb. 26 zeigt diese beiden Typen in der Übersicht.
Beim glatteren Typus ist bereits in dieser Aufnahme kristalline Ordnung zu erkennen. Die
maximalen Korrugationen sind aus den Höhenschnitten Abb. 27 ersichtlich.
Die kleineren Vesikel platzen meist nicht schon bei der Adsorption auf, sondern oft erst nach mechanischer
Belastung durch die Rasterbewegungen der Sensorspitze. Kommt es zu zweilagiger
Adsorption von Vesikelfragmenten, die nur selten zu beobachten ist, so liefert die Abbildung der
Oberfläche der oberen Lage, also der Außenseite der Vesikel, meist einen nur schwachen Kontrast.
Außerdem ist zweilagige Adsorption mechanisch vergleichsweise instabil.
Die Höhe einlagig adsorbierter Vesikelfragmente (Abstand der Maxima im Histogramm der Topographiewerte
als Mittelwert) ist mit etwa 5,5 nm beim amorphen Typ etwas geringer als beim
glatteren mit 6,2 nm (Abb. 28). Das Histogramm zeigt jedoch zwei Maxima auf der Oberfläche
der amorphen Membranen, deren Abstand ungefähr dieser Differenz entspricht.
Eine Erklärungsmöglichkeit für das bei amorphen Membranen erkennbare Auftreten zweier deutlich
unterschiedlich hoher Bereiche rekonstituierten Porins wäre ein Einbau etwa gleicher Mengen
(vgl. auch Höhenhistogramm Abb. 28 B) intakten Porins bzw. durch oben erwähnten Abbau am N-
Terminus verkürzten Proteins. Dies kann aber schon aufgrund der am Elektrophoresegel halbquantitativ
erkennbar viel geringeren Menge eines möglichen Abbauprodukts nahezu ausgeschlossen
werden. Eine andere Möglichkeit bestünde in einem Lipidüberschuss, der zur Separation von reinen
Lipiddomänen (niedrige Bereiche) führen könnte. - Die beschriebene Morphologie tritt aber
gerade bei niedrigem LPR auf! Der Höhenunterschied ist aber auch erklärbar, wenn man einen
bidirektionalen Einbau von ScrY bei diesem Typ von Vesikeln annimmt (Abb. 29). Die deutlich
unterscheidbaren Bereiche unterschiedlicher Höhe sind im Gegensatz zum anderen Typus nämlich
in ihrer Ausdehnung mindestens so breit bzw. ausgedehnter als der sich aus der Röntgenstruktur
ergebende Durchmesser des Trimers von etwa 8 nm. Unter dieser Annahme beträgt der anzunehmende
Höhenunterschied im Modell etwa 1,2 nm (relativ starrer exponierter Loop 8 extrazellulär -
starre Barrelwand periplasmatisch), wenn man die membrandurchspannenden hydrophoben Zonen
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