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Projekt
Protein-Disulfide Isomerase: der maßgebliche Ausschalter von Disintegrin und Metalloprotease-17
Antragstellerin
Privatdozentin Dr. Inken Lorenzen
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Biochemie
Biochemie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251895540
Dieses Projekt fokussiert sich auf die grundlegenden Prinzipien des spezifischen Thiol Switches, welcher die transmembranen Protease A Disintegrin And Metalloprotease-17 (ADAM17) inaktiviert. Dieser Thiol Switch wird von Protein-Disulfide Isomerasen (PDIs) katalysiert und verursacht eine drastische, strukturelle Änderung der Ektodomäne von ADAM17, herbeiführt durch die Isomerisierung zweier Disulfidbrücken. Eine Voraussetzung hierfür ist der reduzierte Zustand der extrazellulären PDIs. Dieser Prozess könnte als Sicherheitsmechanismus fungieren, da eine Überaktivität von ADAM17 mit pathologischen Situationen, wie Krebs, chronischen Entzündungen und Autoimmunerkrankung, durch die Freisetzung von Zytokinen und Wachstumsfaktoren, assoziiert ist. Ihre adequate Freisetzung muss jedoch gewährleistet sein, um eine korrekte Entwicklung, Regeneration und Immunabwehr zu gewährleisten. Dementsprechend muss die Aktivität von ADAM17 und damit der Thiol Switch streng reguliert sein. So schützt GRP78 die Protease gegen den Thiol Switch und die PDIs müssen an der Zelloberfläche lokalisiert sein und reduziert vorliegen, um ADAM17 zu inaktivieren. Der Transport dieser Endoplasmatischen Retikulum residenten Proteine zur Zelloberfläche, wie auch die Reduktion der PDIs, ist höchstwahrscheinlich reguliert. Da die strukturelle Änderung zu inaktiven ADAM17 führt, ist eine anschließende Degradation oder der Umkehrung des Thiol Switch, möglicherweise durch Faltungsprozesse ähnlich wie bei der Biosynthese, sehr wahrscheinlich. Da keine Affinität zwischen diesen Molekülen detektierbar war, ist die Existenz von Adaptermolekülen naheliegend. Unser Ziel ist es, den Thiol Switch weiter hinsichtlich der Identifizierung von Adaptermolekülen, der prinzipiellen Isomerase, dem Transport zur Zelloberfläche und dem Recycling, wie auch der Regulation des Redoxstatus der PDIs zu charakterisieren. Wir werden die gegensätzlichen Rollen von PDIs und GRP78 im Thiol Switch analysieren und untersuchen ob dieser reversibel ist. Zudem werden wir die biologische Relevanz des Thiol Switch testen. Dafür werden wir die Expression von Zielproteinen herunter regulieren, Oberflächenproteine und freie Thiolgruppen auf der Zelloberfläche biotinylieren und, Complexome Profiling durchgeführt und Methoden wie Durchflusszytometrie, Western Blot, SPR und MST Messungen, sowie Proliferations- und Migrationsassays verwenden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
