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SFB 740: Von Molekülen zu Modulen: Organisation und Dynamik zellulärer Funktionseinheiten
Fachliche Zuordnung
Biologie
Medizin
Medizin
Förderung
Förderung von 2007 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 25065445
Unser SFB-Projekt behandelt die fundamentale Frage, wie biologische Funktion, Organisation und Komplexität aus der Interaktion von Makromolekülen entsteht. Während der letzten Jahre wurde es immer klarer, dass die Hauptreaktionswege der Zelle nicht von vereinzelten Makromolekülen ermöglicht werden. Stattdessen arbeiten die Makromoleküle in Interaktionsnetzwerken konzertiert zusammen. Aufgrund des modularen Charakters dieser Netzwerke kann man Untergruppen der makromolekularen Ausstattung der Zelle als "Funktionelle Module" definieren (Hartwell et al., 1999), die jeweils eine spezifische Funktion für die lebende Zelle ausführen. Zeitlich und räumlich gesteuerte intermolekulare Interaktionen innerhalb des makromolekularen Ensembles führen auf Grund von nicht gut verstandenen Prinzipien zur autonomen Funktion des Moduls. Funktionelle Module kann man in zwei Klassen einteilen, nämlich makromolekulare Maschinen wie das Ribosom oder das Proteasom, die als kompakte, relativ stabile Komplexe aufgebaut sind, aber auch Protein-Ensembles mit einer nicht stabilen, dynamischen Organisation, wie man sie bei intrazellulären Transportvorgängen oder der Signaltransduktion findet. Der SFB 740 stellt eine multidisziplinäre Forschungsinitiative mit einem Bottom-up-Ansatz dar, um den Funktionsmechanismus von Funktionellen Modulen zu charakterisieren. Ausgewählte Funktionelle Module werden exemplarisch mit Methoden der Biophysik, Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie studiert, um zu verstehen, wie diese Module aufgebaut sind und wie sie funktionieren. Vergleichend wollen wir darüber hinaus mit diesem Ansatz die Prinzipien ergründen, wie aus den Makromolekülen und ihren Molekularen Funktionen und Interaktionen die Modularen Funktionen entstehen. Unser Projekt ist durchweg komplementär zu Top-down-Ansätzen, wie sie von den Gebieten der Proteomik und Systembiologie vertreten werden. Damit wollen wir eine Brücke im Verständnis schlagen zwischen der rein molekularen Betrachtungsweise und der holistischen System bezogenen Betrachtungsweise.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Dynamics of Genome Duplication Machines (Teilprojektleiterin Cardoso, Maria Cristina )
- A03 - Struktur und Dynamik des eukaryotischen 80S-Ribosoms während der Elongationsphase der Proteinbiosynthese (Teilprojektleiter Spahn, Christian M. T. )
- A04 - Das Submodul für die katalytische Aktivierung des Spleißosoms (Teilprojektleiter Wahl, Markus C. )
- A05 - Dynamik der submodularen und molekularen Interaktionen im Elongationsschritt der Proteintranslation (Teilprojektleiterin Ignatova, Zoya )
- A06 - Strukturelle Basis der Translationskontrolle durch eS6 Phosphorylierung in eukaryotischen 80S-Ribosomen (Teilprojektleiter Rappsilber, Juri )
- A07 - Acetylierung von Lysin 16 an Histon H4 als dynamische epigenetische Markierung bei Transkription und Replikation (Teilprojektleiterin Ehrenhofer-Murray, Ann Elizabeth )
- B01 - Funktionelle und strukturelle Untersuchungen heterotetramerer p97/ASPL-Komplexe (Teilprojektleiter Heinemann, Udo ; Wanker, Erich E. )
- B02 - Structural characterization of chaperone modulated protein aggregation in S. cervisiae (Teilprojektleiter Reif, Bernd )
- B03 - Regulation von Proteasomen-Modulen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kloetzel, Peter Michael ; Krüger, Elke Beate )
- B04 - Structural and functional characterization of complex protein modules involved in regulation of proteasomal activitiy (Teilprojektleiter Groll, Michael )
- B05 - Substraterkennung durch die HRD-Ubiquitin Ligase (Teilprojektleiter Jarosch, Ernst ; Sommer, Thomas )
- B06 - Strukturelle Grundlagen der allosterischen Modulation von GPCRs (Teilprojektleiter Hildebrand, Peter ; Scheerer, Patrick )
- B07 - Strukturuntersuchungen an Modulen der Proteinhomöostase (Teilprojektleiter Oschkinat, Hartmut ; van Rossum, Barth-Jan )
- B08 - Identifizierung und Charakterisierung eines neuartigen Disaggregationsmoduls in höheren Eukaryoten (Teilprojektleiterin Kirstein-Miles, Janine )
- C01 - Modulare Organisation der Vesikelanheftung an Membranen: Analyse struktureller Eigenschaften und Regulation durch Proteinpalmitoylierung (Teilprojektleiter Heinemann, Udo ; Veit, Michael )
- C03 - Spezifische Anreicherung viraler Komponenten und Bildung von Hüllviren (Teilprojektleiter Herrmann, Andreas ; Veit, Michael )
- C04 - Modular assembly, plasma membrane targeting and regulation of KCNQ (Kv7) K+ channels (Teilprojektleiter Friedrich, Thomas )
- C05 - Funktionale Module der Ionen-Homöostase Endosoment/Lysosomen und ihre Funktion (Teilprojektleiter Jentsch, Thomas J. )
- C07 - Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Dynamin-Moduls (Teilprojektleiter Daumke, Oliver )
- C08 - Funktionelle Organisation und Dynamik PI-Kinase-basierter Module für die Proteinsortierung an endosomalen Membranen (Teilprojektleiter Haucke, Ph.D., Volker ; Krauß, Michael )
- C09 - Sub-module in der Kopplung synaptischer Exo- und Endozytose (Teilprojektleiter Sigrist, Stephan J. )
- D01 - Das Regenerationsmodul in Photorezeptor-Zellen (Teilprojektleiter Heck, Martin ; Hofmann, Klaus Peter )
- D02 - Das circadiane negative Rückkopplungsmodul - Bedeutung von Assemblierung und Lokalisation für die circadiane Dynamik (Teilprojektleiter Kramer, Achim )
- D03 - Die modulare Funktion des y-Sekretase-Moduls bei der Generierung von AßPeptiden (Teilprojektleiter Multhaup, Gerhard )
- D04 - Regulatory phosphorylation of scaffolding proteins of the inside-out-signaling complex (Teilprojektleiter Freund, Christian ; Höfer, Thomas )
- D05 - The role of rhodopsin oligomers in the amplifier submodule of retinal rods (Teilprojektleiter Ernst, Oliver-Peter ; Hofmann, Klaus Peter )
- D07 - Raumzeitliche Simulation von Modulassemblierung und -funktion (Teilprojektleiter Noé, Frank )
- D08 - Räumliche Modellierung der Gradientenwahrnehmung am Beispiel der Pheromonantwort der Bäckerhefe (Teilprojektleiterin Klipp, Edda )
- V01 - Verwaltungsprojekt (Teilprojektleiter Hofmann, Klaus Peter ; Spahn, Christian M. T. )
- Z01 - Molekulare Elektronenmikroskopie (Teilprojektleiter Mielke, Thorsten ; Spahn, Christian M. T. )
Antragstellende Institution
Gemeinsam FU Berlin und HU Berlin durch:
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Mitantragstellende Institution
Freie Universität Berlin; Humboldt-Universität zu Berlin
Beteiligte Hochschule
Technische Universität Berlin
Beteiligte Institution
Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)
im Forschungsverbund Berlin e.V.; Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC); Max-Planck-Institut für molekulare Genetik (MPIMG)
im Forschungsverbund Berlin e.V.; Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC); Max-Planck-Institut für molekulare Genetik (MPIMG)
Sprecher
Professor Dr. Klaus Peter Hofmann, bis 2/2011; Professor Dr. Christian M. T. Spahn, seit 2/2011