Strukturelle Analyse des bidirektionalen Transportrezeptors Importin13

• Applicant: Dr. Fulvia Bono
• Subject Area: Structural Biology
• Term: from 2010 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 178871255

Der Transport zwischen Zellkern und Zytoplasma gehört zu den lebenswichtigen Prozessen in eukaryotischen Zellen. Der Großteil des Zellkerntransports wird durch Proteine vermittelt, die zur Familie der Karyopherine gehören. Je nach Richtung dieses Transportvorgangs werden diese Rezeptoren in Importine und Exportine unterteilt. Importin13 (Imp13) ist insofern ein ungewöhnlicher Transportfaktor, da er sowohl Mago-Y14, Ubc9 und andere spezielle Proteine importiert, aber auch den Tranlationsinitiationsfaktor eIF1A exportiert. Imp13 stellt eine sehr interessante ungelöste Fragestellung der Strukturbiologie dar. Wir haben vor kurzem die Strukturen von Imp13-Mago-Y14 und von Imp13-RanGTP aufgeklärt, welche intermediäre Zustände des Transportprozesses repräsentieren. Diese ermöglichen einen Einblick in die Erkennung zwischen Transportrezeptor und des zu transportierenden Proteins und wie dieser Prozess durch RanGTP reguliert wird. Eine weiterhin ungeklärte Frage ist, wie der Rezeptor Proteine in beide Richtungen transportieren kann, wenn die RanGTP-Bindung Import und Export in beiden Fällen reguliert. Des Weiteren ist die Erkennung von verschiedenen in den Zellkern zu transportierenden Proteinen ungelöst. Dieses Projekt hat sich zwei Hauptziele gesetzt: Einsicht zu erlangen, wie der bidirektionale Transporter das zu exportierende Proteine eIF1A erkennt und wie zwischen verschiedenen zu importierenden Proteinen unterschieden wird. Zu diesem Zweck werden wir strukturell einen weiteren Importkomplex, Imp13-Ubc9, und den Exportkomplex Imp13- RanGTP-eIF1A untersuchen. Basierend auf diesen strukturellen Informationen werden wir Mutanten kreieren und biochemisch untersuchen, um die molekularen Anforderungen für die Interaktion zu verstehen und außerdem weiter Informationen über den Mechanismus dieses ungewöhnlichen bidirektionalen Transportes zu gewinnen.

• DFG Programme: Research Grants