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SFB 969: Chemische und biologische Prinzipien der zellulären Proteostase
Fachliche Zuordnung
Biologie
Chemie
Chemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 189682160
Proteostase beschreibt grundlegende chemische und biologische Prozesse, die miteinander vernetzt sind und somit als Einheit zusammenwirken, um die zellulären Aktivitäten von Proteinen in Raum und Zeit zu kontrollieren. Proteostase ist daher von fundamentaler Bedeutung für ein funktionstüchtiges Proteom, welches sich an verändernde Umweltbedingungen anpassen kann, und eine Grundvoraussetzung für die Lebensfähigkeit und Entwicklung von Zellen und Organismen. Der Proteostase liegen Mechanismen zugrunde, die sicherstellen, dass jedes Protein am richtigen Ort und zur richtigen Zeit in der Zelle aktiv ist oder aber, z.B. bei Funktionsverlust oder bei der Ausbildung von unlöslichen Proteinablagerungen, schnell repariert oder abgebaut wird, um die Zelle vor Schäden zu schützen. Auf posttranskriptionaler Ebene umfasst die Proteostase hauptsächlich (i) die Proteinbiogenese inklusive dem Transport und der Assemblierung von Proteinen, (ii) die Kontrolle der Proteinaktivität, Konzentration und Lokalisierung durch posttranslationale Modifikationen, und (iii) die Proteinqualitätskontrolle zum regulierten Abbau der Proteine. Fehlfunktionen in diesen Prozessen können gravierende Konsequenzen zur Folge haben, welche sich beim Menschen beispielsweise in der Entstehung von Krebs oder von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson manifestieren können.Der SFB 969 hat sich zum Ziel gesetzt, die komplexen und miteinander vernetzten Prozesse der Proteostase und ihrer Mechanismen mit innovativen interdisziplinären chemisch-biologischen Ansätzen zu analysieren. Hierfür soll (i) untersucht werden, wie die Aktivität einzelner Proteine, die in einem zentralen Vorgang der Proteostase eingebunden sind, z.B. der Proteinfaltung, -assemblierung, -modifikation oder -degradation, reguliert wird,(ii) analysiert werden, welche Prozesse und Mechanismen benötigt werden, um Zellen schnell veränderten Bedingungen anzupassen, wie beispielsweise metabolischen Veränderungen, einer Virusinfektion oder verschiedenen Arten von Stress,(iii) die Entwicklung neuer chemischer Strategien vorangetrieben werden, die es ermöglichen, Proteinaktivitäten und damit die Proteostase selbst in vivo und in vitro sichtbar und manipulierbar zu machen. Insgesamt 19 interdisziplinäre wissenschaftliche Projekte werden in drei Teilbereiche gegliedert, die den Lebensweg von Proteinen widerspiegeln und damit als zentrale Prozesse der Proteostase definiert sind: (A) Protein-Biogenese, (B) Protein-Modifikation, (C) Protein-Aggregation und -Degradation.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Die Rolle von Ribosomen-assoziierten Hsp70/Hsp40-Chaperonen in der Proteostase (Teilprojektleiterin Deuerling, Elke )
- A02 - Untersuchung der Strukturbildung von Proteinen mittels zeitaufgelöster Infrarot-Spektroskopie (Teilprojektleiterin Hauser, Karin )
- A03 - Biogenese von ß-Barrelproteinen aus Thermus thermophilus: Struktur und Funktion (Teilprojektleiter Diederichs, Kay ; Welte, Wolfram )
- A04 - Biogenese von Metabolit-Translokatoren und Integration in die Membranen von komplexen Plastiden (Teilprojektleiter Kroth, Peter )
- A05 - Entwicklung von Designer-Schaltern zur Kontrolle der Proteinexpression in eukaryontischen Modellorganismen (Teilprojektleiter Hartig, Jörg Steffen )
- A06 - Aufbau und Struktur spezifischer Zwischenkomplexe des ribosomalen Translationsapparates (Teilprojektleiter Stengel, Florian )
- A07 - Protein-Biogenese und -Transport zum endoplasmatischen Retikulum bei Gesundheit, Alterung und proteotoxischem Stress in Caenorhabditis elegans (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Deuerling, Elke ; Gamerdinger, Ph.D., Martin )
- B01 - Regulation der Ubiquitin-Ligase APC/C durch XErp1 (Teilprojektleiter Mayer, Thomas )
- B02 - Deregulierung der Protein-Ubiquitylierung durch die E6-Onkoproteine humaner Papillomaviren (Teilprojektleiter Scheffner, Martin )
- B03 - Nicht-natürliche Aminosäuren als Werkzeuge zur Untersuchung der Protein-Ubiquitylierung (Teilprojektleiter Marx, Andreas ; Scheffner, Martin )
- B04 - Regulation der Proteinfunktion durch Poly(ADP-Ribose) (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bürkle, Alexander ; May, Elisa )
- B05 - Metabolisches Engineering von Glycoproteinen (Teilprojektleiter Wittmann, Valentin )
- B06 - Assemblierung von Proteinkomplexen an fokalen Adhäsionsstellen (Teilprojektleiter Hauck, Christof Robert )
- B07 - Regulation der Aktivität und Lokalisierung des Motorproteins Kif18A durch posttranslationale Modifikationen (Teilprojektleiter Mayer, Thomas )
- B08 - Nucleotid-basierte Aktivitätssonden: Mit Farbstoffen markierte ATP-Analoga (Teilprojektleiter Marx, Andreas ; Zumbusch, Andreas )
- B09 - Multiskalensimulationen und NMR-Spektroskopie an Ubiquitinketten: Verknüpfungschemie und Ketteneigenschaften (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kovermann, Michael ; Peter, Christine )
- B10 - Visualisierung der Ubiquitinprozession in Zellen (Teilprojektleiter Marx, Andreas ; Scheffner, Martin ; Zumbusch, Andreas )
- C01 - Die Substrate der FAT10ylierung und ihr Weg zum Abbau durch das Proteasom (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Groettrup, Marcus ; Isono, Erika )
- C02 - Protein-Qualitätskontrolle durch DEG/HtrA-Proteasen im pflanzlichen Kern (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Adamska, Iwona ; Funck, Dietmar )
- C03 - Spin-Label-ESR-Spektroskopie zur Untersuchung von Struktur und Dynamik intrinsisch ungeordneter Proteine (Teilprojektleiter Drescher, Malte )
- C04 - Lipidbindung von posttranslational verändertem alpha-Synuclein: Modulation von Mitochondriendynamik und Mitophagie (Teilprojektleiter Leist, Marcel )
- C05 - Transiente Strukturen des intrinsisch unstrukturierten Proteins alpha-Synuclein (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Drescher, Malte ; Leist, Marcel ; Peter, Christine )
- C06 - Der Einfluss von bakteriellen Metaboliten auf die Proteostase zwischen Spezies (Teilprojektleiter Böttcher, Thomas )
- C07 - Molekulare Determinanten der katalytischen und "scaffolding" Funktionen der E3-Ubiquitin-Ligase MuRF1 im Muskelsarkomer (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Diederichs, Kay ; Mayans, Olga )
- C08 - Aufklärung der molekularen Regulationsmechanismen der Deubiquitylase AMSH und ihrer Zielproteine (Teilprojektleiterin Isono, Erika )
- C09 - Die strukturellen und funktionellen Konsequenzen der FAT10 Phosphorylierung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Groettrup, Marcus ; Mathies, Guinevere ; Peter, Christine )
- C10 - Ausscheidung von Proteinaggregaten über Exophere (Teilprojektleiter Annamalai, Karthikeyan ; Gamerdinger, Ph.D., Martin )
- MGK - Integrated Research Training Group Proteostasis (Teilprojektleiter Marx, Andreas )
- Z - Zentrale Aufgaben (Teilprojektleiterin Deuerling, Elke )
Antragstellende Institution
Universität Konstanz
Sprecherin
Professorin Dr. Elke Deuerling