Elektrophysiologische Charakterisierung des Transports von Antibiotika durch äußere Membrankanäle in Gram‐negativen Bakterien in Gegenwart von Lipopolysacchariden

Abstract

Multiple Antibiotikaresistenz bei Gram‐negativen Bakterien ist häufig mit einer reduzierten Permeabilität der Außenmembran verbunden. Hier quantifizieren wir den Beitrag von Membrankanälen bei der Aufnahme von Antibiotika. Hierzu untersuchen wir zwei Membrankanäle von E. coli, OmpF und OmpC. Diese werden jeweils in E. coli überexprimiert, äußere Membranvesikel (OMV) gesammelt und mit planaren Lipiddoppelschichten fusioniert. Das Verfahren erlaubt Membranproteinkanäle in ihrer natürlichen Umgebung zu charakterisieren. Jede OMV‐Fusion liefert nur einzelne oder wenige Kanalaktivitäten in der Lipidmembran. Die Asymmetrie der OMVs überträgt sich bei der Fusion in die Lipidmembran, wobei das Lipopolysaccharid (LPS) danach vorwiegend auf der Seite der OMV‐Zugabe vorhanden ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Rekonstitutionsverfahren zeigen die Kanäle, die aus LPS‐haltigen OMV fusioniert wurden, eine leicht reduzierte Ionenleitfähigkeit mit größerer Streuung und deutlich niedrigerer Permeation. Dieses Verfahren vereinfacht funktionelle und strukturelle Studien von Membrankanälen in nativen Membranen.