Analyse der Antikörperfaltung und Assemblierung

• Antragsteller: Professor Dr. Johannes Buchner
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 204410927

Antikörper sind ideale Modellsysteme um Proteinfaltung, Dynamik und Assoziation zu untersuchen. Die häufigste Antikörperklasse, die IgGs, bestehen aus zwei leichten Ketten und zwei schweren Ketten. Im Vergleich zu den klassischen IgG Molekülen besteht das IgM Polymer in Lösung aus Ig-ähnlichen H2L2 Untereinheiten und bildet in Lösung in Abwesenheit von J-chain Pentamere (µ2L2)5-J und in Gegenwart von J-chain Hexamere (µ2L2)6. IgA, eine andere Klasse von Antikörpern, assembliert zu Dimeren in Gegenwart von J-chain. Während der B-Zell-Entwicklung hängt die Qualitätskontrolle der schweren Ketten von der surrogate light chain (SLC) ab, die aus zwei verschiedenen Proteinen besteht. Das endoplasmatische Chaperon BiP spielt eine wichtige Rolle bei der Strukturbildung von Antikörpern. Seine genaue Rolle bei der Assemblierung von IgM und IgA sowie der Funktion der SLC ist noch unklar.Das Projekt baut auf den in der gegenwärtigen Förderperiode erzielten Fortschritten auf. Die folgenden Hauptaspekte werden dabei adressiert:- Analyse des Mechanismus der Oligomerisierung von IgM und IgA einschließlich der Funktion der J-chain in diesem Prozess: Wir wollen verstehen, wie eine kurze C-terminale Peptidsequenz (tail piece) in IgM eine präzise Geometrie induzieren kann, die zur Bildung von Dimeren führt, die schließlich zu hexameren Proteinkomplexen assoziieren und wie die J-chain kovalent in den IgM Komplex eingebaut wird.- Struktur, Assemblierung und Funktion der SLC: unser Ziel ist es, die komplexe Assemblierung dieses Hetero-Oligomers zu analysieren und spezifisch die Rolle der unstrukturierten Extensionen der beiden Proteine, den sogenannten unique regions, bei der Assemblierung und der Funktion der SLC zu bestimmen. - Die BiP-Substratinteraktion und ihre Rolle bei der Assemblierung von Ig Komplexen: wir wollen die Rolle von BiP in diesen Prozessen definieren und die Bindestellen im tail piece sowie der SLC bestimmen. Dies wird es uns erlauben, Varianten dieser Proteine zu verwenden, die keine BiP Bindestellen besitzen und ihr Assemblierungsverhalten im Vergleich mit den Wildtypproteinen in vivo zu untersuchen.Das Projekt kombiniert biochemische und biophysikalische in vitro Ansätze mit zell-basierten Experimenten, um ein umfassendes Bild der zugrunde liegenden Mechanismen zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen