Strukturelle Untersuchungen der Ca2+-gesteuerten Signaltransduktion und des Transports von Ca2+ durch biologische Membranen

• Antragsteller: Professor Dr. Henning Tidow
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237764578

Calcium-Ionen (Ca2+) beeinflussen nahezu alle Bereiche zellulären Lebens, da sie eine wichtige Rolle in zahlreichen Signaltransduktionsprozessen spielen und ihre Konzentration muss in allen Organismen genau reguliert werden. Im Ruhezustand ist die Calciumkonzentration im Zellinneren niedrig, da Plasmamembran-Ca2+-ATPasen (PMCAs) Ca2+ aus dem Zytosol von eukaryotischen Zellen pumpen. Zur Signaltransduktion kommt es, wenn die Zelle angeregt wird, Ca2+ aus intrazellulären Speichern (z.B. mittels Inositol 1,4,5-triphosphat (IP3)-Rezeptoren (IP3R)) freizusetzen und/oder wenn Ca2+ durch Ionenkanäle in die Zelle gelangen kann.Vor kurzem haben wir und andere wichtige strukturelle Erkenntnisse über die regulatorischen Domänen von PMCA und IP3R Proteinen gewonnen; essentielle Fragen insbesondere hinsichtlich ihrer Transmembran-Regionen bleiben jedoch unbeantwortet: Wie sehen die dreidimensionalen Strukturen dieser Ca2+-Transporter aus? Wie funktionieren sie, und wie werden sie reguliert? Übergeordnetes Ziel dieses Projektes ist es, die Struktur, Funktion und Regulation der Plasmamembran-Ca2+-ATPasen und IP3-Rezeptoren von verschiedenen Spezies (von einzelligen Parasiten bis zu Pflanzen und Säugern) zu untersuchen. Die Ergebnisse können nicht nur einen entscheidenden Beitrag zur Grundlagenforschung leisten; Ein weitergehendes strukturelles Verständnis der Kontrolle der zellulären Ca2+-Konzentration wird darüber hinaus Auswirkungen auf das Verständnis einer Reihe anderer zellulärer Prozesse, von Genexpression bis hin zur Signaltransduktion, haben.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: FPLC System
• Gerätegruppe: 1350 Flüssigkeits-Chromatographen (außer Aminosäureanalysatoren 317), Ionenaustauscher